Diagnostyczne i terapeutyczne cele w guzach chrzęstniakowych

Badanie zatytułowane "Odnajdywanie nowych celów diagnostycznych i terapeutycznych w guzach chrzęstniakowatych" podejmuje główne nierozwiązane problemy w diagnostyce, ocenie rokowania i leczeniu guzów chrzęstniakowatych, ze szczególnym uwzględnieniem chrzęstniakomięsaka. Chrzęstniakomięsak stanowi około 30% wszystkich pierwotnych złośliwych guzów kości i jest najczęstszym złośliwym mięsakiem kości u dorosłych. Pomimo jego znaczenia klinicznego, postępowanie w chrzęstniakomięsaku pozostaje wyzwaniem ze względu na jego biologiczną heterogenność, oporność na chemioterapię i radioterapię oraz częstą niepewność diagnostyczną, szczególnie w zmianach niskiego stopnia złośliwości.

Centralnym problemem klinicznym jest różnicowanie między łagodnymi guzami chrząstki (chrzęstniakami śródkostnymi i nietypowymi guzami chrzęstniakowatymi), chrzęstniakomięsakiem niskiego stopnia, chrzęstniakomięsakiem wyższego stopnia oraz innymi złośliwymi jednostkami, takimi jak kostniakomięsak chrzęstniakowaty. Sama ocena histologiczna często jest niewystarczająca, szczególnie w małych próbkach biopsyjnych, a decyzje diagnostyczne często opierają się na subiektywnej kombinacji kryteriów klinicznych, radiologicznych i patologicznych. Nieprawidłowa klasyfikacja może prowadzić albo do niedostatecznego leczenia z niewystarczającą kontrolą miejscową, albo do nadmiernego leczenia z niepotrzebnie radykalną operacją. Ponadto, zaawansowany, nieoperacyjny lub przerzutowy chrzęstniakomięsak ma bardzo złe rokowanie, a obecnie brakuje skutecznych terapii systemowych.

Ten projekt koncentruje się na identyfikacji i walidacji molekularnych biomarkerów, które mogłyby znacząco poprawić precyzję diagnostyczną, stratyfikację rokowania i celowanie terapeutyczne. Badane są dwa główne obszary molekularne: mutacje genu IDH1/IDH2 oraz niekodujące mikroRNA (miRNA).

Mutacje w genach IDH1 i IDH2 zostały zidentyfikowane jako charakterystyczne zdarzenia molekularne w guzach chrzęstniakowatych. Mutacje te występują w specyficznych resztach aminokwasowych i prowadzą do neomorficznej aktywności enzymatycznej, skutkującej wytwarzaniem onkometabolitu 2-hydroksygliutaranu. Mutacje IDH1/IDH2 są częste w chrzęstniakomięsakach centralnych i pokrewnych łagodnych prekursorach, ale rzadkie lub nieobecne w chrzęstniakomięsakach obwodowych oraz innych guzach mezenchymalnych, w tym kostniakomięsaku. W związku z tym, status mutacji IDH1/IDH2 stanowi niezwykle cenny marker diagnostyczny, szczególnie do odróżniania chrzęstniakomięsaka od kostniakomięsaka chrzęstniakowatego, co ma istotne implikacje terapeutyczne. Badanie zakłada również, że mutacje IDH1/IDH2 mogą być związane z agresywnością guza i gorszym rokowaniem, czyniąc je potencjalnymi markerami prognostycznymi i celami terapeutycznymi. Co istotne, inhibitory IDH już stosowane w innych nowotworach złośliwych mogą stanowić przyszłą opcję leczenia dla wybranych pacjentów z chrzęstniakomięsakiem.

Drugim głównym obszarem zainteresowania projektu jest rola mikroRNA, krótkich niekodujących RNA regulujących ekspresję genów na poziomie potranskrypcyjnym. Liczne badania wykazały, że deregulacja miRNA przyczynia się do inicjacji, progresji, angiogenezy, inwazji i przerzutowania guza. W chrzęstniakomięsaku, specyficzne miRNA zostały powiązane z regulacją kluczowych szlaków onkogennych, włączając szlak SRC, mTOR, sygnalizację Wnt/β-kateniny, angiogenezę zależną od VEGF oraz remodelowanie macierzy. Wstępne dane sekwencjonowania nowej generacji wygenerowane przez zespół badawczy zidentyfikowały odrębne profile ekspresji miRNA w chrzęstniakomięsaku w porównaniu ze zdrową chrząstką, włączając kilka miRNA niezgłoszonych wcześniej w literaturze. Te odkrycia wspierają istnienie specyficznych dla guza sygnatur miRNA o potencjale diagnostycznym i prognostycznym.

Badanie zostało zaprojektowane w fazach eksploracyjnej i walidacyjnej. W fazie eksploracyjnej, prospektywnie zebrane świeżo mrożone próbki guza przejdą globalne profilowanie ekspresji miRNA przy użyciu sekwencjonowania nowej generacji, wraz z analizą statusu mutacji IDH1/IDH2 opartą na NGS. Faza ta ma na celu identyfikację charakterystycznych wzorców molekularnych w całym spektrum guzów chrzęstniakowatych, włączając zmiany łagodne, chrzęstniakomięsaki niskiego i wysokiego stopnia, warianty dedyferencjowane oraz kostniakomięsak chrzęstniakowaty.

W fazie walidacyjnej, wybrane deregulowane miRNA i mutacje IDH1/IDH2 będą analizowane w dużej retrospektywnej kohorcie próbek FFPE przy użyciu RT-qPCR i ukierunkowanych metod wykrywania mutacji. Wyniki molekularne zostaną zintegrowane ze szczegółowymi danymi kliniczno-patologicznymi w celu opracowania solidnych paneli diagnostycznych miRNA zdolnych do dokładnej klasyfikacji guzów chrzęstniakowatych oraz odróżniania chrzęstniakomięsaka od kostniakomięsaka. Równolegle, zostaną ustalone prognostyczne panele miRNA i skorelowane z przeżyciem całkowitym przy użyciu zaawansowanych metod statystycznych, włączając analizę Kaplana-Meiera i modelowanie proporcjonalnego hazardu Coxa.

Innowacyjnym komponentem projektu jest ocena biopsji płynnych, analizująca krążące i egzosomowe miRNA z płynów ustrojowych pacjenta. To podejście ma na celu ustalenie nieinwazyjnych biomarkerów do diagnostyki, rokowania i monitorowania choroby poza czasem operacji. Dodatkowo, istotność funkcjonalna będzie badana przy użyciu linii komórkowych chrzęstniakomięsaka, w których wybrane miRNA będą eksperymentalnie zwiększane w celu oceny efektów transkryptomicznych w dalszych etapach i ich związku ze statusem mutacji IDH1/IDH2.

Ogólnie, to badanie ma na celu znaczące posunięcie naprzód w zrozumieniu biologii chrzęstniakomięsaka i przełożenie odkryć molekularnych na narzędzia klinicznie stosowalne. Poprzez poprawę dokładności diagnostycznej, umożliwienie stratyfikacji rokowania i identyfikację nowych celów terapeutycznych, projekt odpowiada na krytyczną niezaspokojoną potrzebę w postępowaniu z guzami chrzęstniakowatymi i kładzie podwaliny pod przyszłe ukierunkowane i spersonalizowane strategie leczenia.