Wrażliwość genetyczna w złośliwym międzybłoniaku opłucnowym: implikacja kliniczna odmian linii zarodkowej (MAGNETS)

Złośliwy międzybłoniak opłucnowy (MPM) jest rzadkim i agresywnym nowotworem międzybłoniowego opłucnej, związanej głównie z ekspozycją na azbest, wciąż pozbawiony skutecznych terapii. Przewiduje się, że wskaźnik zapadalności w Europie osiągnie szczyt około 2025 r. Ze względu na długie opóźnienie między narażeniem a początkiem choroby. Użycie przemysłowe azbestu było u szczytu w latach 70. XX wieku i ustało we Włoszech w 1994 r. (L.D. 257). Jednak w prowincji Pavia rekultywacja rośliny cementowej w mieście Broni rozpoczęła się w 2007 r.: Prace nie zostały jeszcze ukończone, a narażenie populacji trwa dziś. Sieć prowincji Asst Pavia i IRCCS Policlinico San Matteo Foundation zidentyfikowała ponad 80 przypadków incydentów w ciągu ostatnich 2 lat. Dlatego zwróciliśmy uwagę na rzadki rak, z niską długością życia (12-15 miesięcy od diagnozy). Inne choroby, nawet z tym samym pochodzeniem embriologicznym z mezodermy, takie jak raki jajnika, są bardziej powszechne, dobrze zbadane i mają bardziej ustalone terapie. Czujemy również potrzebę reagowania na konkretne dobrobyt i niezaspokojone potrzeby naszego terytorium. Wdychane włókna azbestowe migrują do opłucnej, gdzie utrzymują się, powodują podrażnienie, utrwalają uszkodzenie tkanki i można je znaleźć w pośmiertnym (1).

Azbest jest środkiem nie-mutagenicznym: jego nanosowane włókna bezpośrednio oddziałują z kinazami tyrozynowymi (TK) (np. EGFR) i może indukować niewłaściwą dimeryzację i aktywację receptora, przy braku aktywacji mutacji somatycznych. Aktywacja receptora TK inicjuje kaskady sygnalizacyjne i rakotwórczość. Azbest indukuje zatem wytwarzanie zapalnego immunosupresyjnego mikrośrodowiska, które może wspierać wzrost guza u osób z predyspozycją genetyczną (2). W związku z tym brak przydatnych celów nowotworowych wraz z heterogenicznym zrębem wspiera niepowodzenie współczesnych leków, zarówno inhibitorów TK, jak i sprawdzania odporności (TKIS, ICIS). W tym złożonym kontekście rola zmian linii zarodkowej w MPM pozostaje w dużej mierze niezbadana, z wyjątkiem zmian w genie BAP1, o których wiadomo, że predysponują do choroby (3).

Skoncentrujemy się na panelu genów zaangażowanych w infiltrację zapalną, reakcję na leki, predyspozycje raka do zdefiniowania sygnatur linii zarodkowej o potencjalnych implikacjach prognostycznych i predykcyjnych. To badanie przyczyni się do rozszyfrowania wciąż niezbadanego środowiska i poprawy wiedzy mechanistycznej na temat biologii MPM i podatności międzyosobniczej na azbest. Ponadto może to pomóc w identyfikacji nowych, możliwych do przyjęcia celów oraz w projektowaniu spersonalizowanych i bardziej wydajnych strategii terapeutycznych.

Głównym celem badania jest poszukiwanie zmian linii zarodkowej panelu genów zaangażowanych w modulację infiltracji mikrośrodowiska, odpowiedź na leki i predyspozycje raka. Badanie zostanie przeprowadzone równolegle na próbkach krwi uzyskanych od osób narażonych na azbest i pacjentów z MPM. Takie podejście pozwoli: i) wykrywanie przypuszczalnych sygnatur linii zarodkowej związanych z predyspozycją do początku MPM (lub nawet ochroną) z implikacjami prognostycznymi i predykcyjnymi.

Podstawowym celem będzie porównanie występowania mutacji linii zarodkowej u pacjentów z MPM w porównaniu z azbestem narażonym na zdrowych osób.

Drugim celem będzie porównanie całkowitego przeżycia (OS) zgodnie ze statusem mutacyjnym u pacjentów z MPM.

Badanie zostanie ustrukturyzowane na trzech fazach. Pierwszy krok będzie rozpatrywać kolekcję próbek. Pacjenci dotknięci MPM, obserwowani w oddziale pneumologii, będą kandydowani na badanie (30 przypadków/rok).

Dla każdego z nich 4 ml pełna krew zostanie zebrana przez losowanie krwi (przy użyciu EDTA jako antykoagulantu). Porównywalna ilość krwi zostanie wyprowadzona z biobank już opłacalnej w ICS Maugeri uzyskanym od pacjentów z MPM (50 przypadków) i narażonych na azbest osób (30 przypadków). Onkologiczna jednostka serwisowa biobanków znajduje się w laboratoriach badawczych ICS Maugeri. Został sfinansowany w 2009 r. Na zbieranie, ochronę, przechowywanie i dystrybucję materiału biologicznego ludzkiego do celów badawczych. W instytucjonalnym biobank instytucjonalnym Maugeri przechowywano do tej pory próbki biologiczne z pacjentów cierpiących na różne rodzaje raka (4% złośliwy międzybłoniak opłucnowy) oraz dla którego historia kliniczna i obserwacja są dobrze udokumentowane. Dla każdego zapisanego przypadku dane kliniczne i demograficzne zostaną zebrane przez PI po uzyskaniu pisemnej świadomej zgody. Pacjenci MPM będą leczeni zgodnie z międzynarodowymi wytycznymi i zarządzani na podstawie grupy interdyscyplinarnej oceny nowotworów klatki piersiowej (GINT).

Kolejny etap projektu obejmuje kompleksowe i dogłębne wysiłki na rzecz odkrycia mającego na celu zidentyfikowanie zmian linii zarodkowej wpływających na panel genów zaangażowanych w regulację infiltratu mikrośrodowiska, reakcję na leki i podatność na raka. Charakterystyka nowotworów wykorzystujących metody sekwencjonowania nowej generacji jest obecnie w czołówce dziedziny medycyny spersonalizowanej. Należy podkreślić, że w większości rodzajów raka zasoby genetyczne należy zdefiniować jako krajobraz składający się z niewielkiej liczby gór (geny zmienione w wysokim odsetku guzów) i znacznie większej liczby wzgórz, a mianowicie te geny zmieniane. Opublikowane badania ujawniły około 140 genów, które zmieniające się przez mutacje wewnątrzgenowe mogą promować lub napędzać nowotwory; Inne mutacje to pasażerowie i nie nadają się do wyboru przewagi wzrostu. Z drugiej strony wiadomo, że kilka genów predysponuje do raka, gdy są odziedziczone w zmutowanej postaci w linii zarodkowej i nie są w znacznym stopniu zmutowane somatycznie w raku. Geny te nie nadają znaczącej selektywnej przewagi wzrostu, gdy zmieniają się, ale mogą promować nowotworu w sposób pośredni. Charakterystyka genetyczna MPM nie została do tej pory w pełni wyjaśniona ze względu na znaczącą zmienność między pacjentami i ledwie zgłaszane aberracje somatyczne. Większość zmian genetycznych w MPM to utrata funkcji genów supresorowych nowotworów lub genów dozorców. W przypadku braku kontekstu uzależnienia onkogennego farmaceutyczne celowanie aktywowanych przetworników (inhibitory MTOR, inhibitory FAK) może mieć klucz do poprawy terapii MPM. W ten sposób obecny projekt miał na celu głębokie zbadanie zmienności linii zarodkowej w MPM i narażonej populacji w celu ustalenia czynników gospodarza zaangażowanych w promocję MPM. Patogenne warianty linii zarodkowej w MPM są często zaangażowane w szlaki naprawy uszkodzeń DNA i przebudowy chromatyny, a najczęściej identyfikowane mutacje linii zarodkowej znajdują się w BAP1, które kodują dla genu supresorowego guza. Jego białkiem jest jądrowym enzymem deubikwitynującym, który odgrywa ważną rolę w modulacji chromatyny, regulacji transkrypcji, proliferacji komórek, naprawie DNA, śmierci komórki i metabolizmu glucydycznego.

Na podstawie systematycznego przeglądu literatury przeprowadzonej w celu zidentyfikowania wszystkich istotnych danych, zestaw 30 genów zaangażowanych w modulację infiltracji mikrośrodowiska (np. RBL1), odpowiedź na leki (np. XRCC1) i predyspozycje raka (np. BRAC1-2) został zdefiniowany. Ta faza obejmuje pierwszy krok skoncentrowany na głębokim przesiewaniu mutacji mającym na celu analizę niestandardowego panelu genów zaangażowanych w mikrośrodowisko immunologiczne na peryferyjne komórek jednojądrzastych krwi obwodowej (PBMC). Podejście sekwencjonowania nowej generacji (NGS) będzie zastosowane przez system sekwencjonowania Illumina-iseq 100. Z każdego pacjenta zarejestrowanego w tym badaniu całkowity DNA zostanie wyodrębniony przez zautomatyzowany system oczyszczania, wówczas 20 ng wejściowego DNA zostanie wykorzystane do budowy biblioteki i sekwencjonowania nowej generacji wszystkich eksonów kodujących z genu związanego z rakiem. Zidentyfikowane warianty zostaną przedłożone do analizy bioinformatycznej za pomocą predyktora efektu Polifen-2, SIFT i Ensembl Variant (VEP), aby ocenić możliwy wpływ odpowiedniego podstawienia aminokwasów na strukturę i funkcję zakodowanego białka. Ponadto klinicznie istotne warianty zostaną opatrzone adnotacjami przy użyciu baz danych Clinvar-NCBI, Gnomad i Cosmic. Ostatnie badania kliniczne wiązały się z dużym obciążeniem mutacji nowotworów (TMB) z lepszym wskaźnikiem odpowiedzi pacjenta i korzyściami przeżycia z immunologicznych inhibitorów punktu kontrolnego; Stąd TMB pojawia się jako biomarker odpowiedzi dla tych środków immunoterapii. Ponadto wykazano, że warianty linii zarodkowej mogą wpływać na molekularne fenotypy guzów, a tym samym przewidywać skuteczność inhibitorów punktu kontrolnego. Wpatrując się od tych rozważań, w tym badaniu przeanalizujemy również obciążenie mutacyjne nowotworu linii zarodkowej (GTMB), oceniając całkowitą liczbę niesynonimicznych mutacji w każdym wybranym genu.