ASCOLTA I NOSTRI PODCAST SU SPOTIFY
I ricercatori della Mayo Clinic e di Stanford Medicine hanno sviluppato il primo esame del sangue per mappare l’ecosistema complesso che circonda le cellule tumorali, offrendo un modo più accurato per prevedere quali pazienti trarranno beneficio dall’immunoterapia.
I ricercatori della Mayo Clinic e di Stanford Medicine hanno sviluppato il primo esame del sangue per mappare l’ecosistema complesso che circonda le cellule tumorali, offrendo un modo più accurato per prevedere quali pazienti trarranno beneficio dall’immunoterapia.
I risultati del loro studio, pubblicati su Nature, rappresentano un importante progresso nell’oncologia di precisione e potrebbero aiutare a guidare le decisioni terapeutiche in diversi tipi e trattamenti oncologici.
“Questo è un cambiamento di paradigma completo”, afferma Aadel Chaudhuri, professore di oncologia radioterapica alla Mayo Clinic e co-autore senior dello studio.
“Fino ad ora, le biopsie liquide o gli esami del sangue si sono concentrati quasi interamente sulle cellule tumorali. Per la prima volta, possiamo utilizzare un semplice esame del sangue per comprendere il microambiente del tumore, fondamentale per determinare come i pazienti rispondono alle terapie oncologiche moderne.”
Cattura e mappatura dell’ambiente tumorale
L’immunoterapia ha trasformato l’assistenza oncologica, ma solo per alcuni pazienti. Gli strumenti attuali utilizzati per prevedere la risposta tumorale, come il test del numero di mutazioni del DNA in un tumore e dei livelli di alcune proteine su una cellula tumorale, non sono in grado di catturare il livello di dettaglio necessario.
“Una delle sfide è che questi metodi esistenti hanno solo associazioni modeste,” afferma il dottor Chaudhuri. “Sono essenzialmente ‘surrogati dei surrogati’ e non catturano completamente ciò che accade all’interno dell’ambiente tumorale.”
Per colmare questa lacuna, il team di ricerca ha posto la domanda: è possibile sviluppare una lettura migliore del microambiente tumorale da una biopsia liquida del sangue di un paziente?
Per iniziare la loro ricerca, si sono rivolti alla trascrittomica spaziale, una tecnica avanzata che mappa come le diverse cellule interagiscono all’interno di un tumore.
Analizzando campioni tumorali, hanno identificato nove distinti vicini cellulari, o ecotipi spaziali, ciascuno rappresentando un ambiente unico per il sistema immunitario e stromale (le cellule e le strutture non cancerose che circondano il tumore).
“Quasi come una mappatura geografica, siamo riusciti a mappare dove nel microambiente tumorale vivono questi quartieri di cellule co-associate,” spiega il dottor Chaudhuri.
Tutti e 17 i tipi di cancro testati condividono questi quartieri; alcune sono più probabili che si verifichino al confine tra il tumore e il tessuto sano, mentre altre sono più probabili che si trovino più in profondità nel tumore.
“Poi abbiamo dimostrato che certi quartieri, o ecotipi spaziali, sono associati a risultati di sopravvivenza e risposta immunoterapica.”
Usare l’IA per sviluppare un semplice esame del sangue
Per identificare questi quartieri tumorali, il team ha collaborato con Aaron Newman, professore associato di data science biomedica presso Stanford Medicine e co-autore senior dello studio. Il team di Newman ha sviluppato metodi per definire questi quartieri a partire da campioni tumorali e un framework di intelligenza artificiale (IA) per rilevarli nel sangue.
Utilizzando la metilazione — marcature chimiche sul DNA che aiutano a controllare l’attività genica — su DNA libero cellulare rilasciato dai tumori nel flusso sanguigno, i ricercatori hanno creato un test di biopsia liquida che dettaglia il microambiente tumorale oltre le cellule tumorali.
Questo significa che un prelievo di sangue, non un’incisione, è sufficiente per profilare gli ecotipi spaziali del tumore.
“È la prima volta che riusciamo a profilare in modo non invasivo il microambiente tumorale a questo livello”, afferma il dottor Chaudhuri.
In studi che hanno coinvolto più di 1.300 pazienti in diversi tipi di tumori, tra cui melanoma, polmoni, vescica e cancro gastrico, specifici ecotipi spaziali sono stati fortemente associati agli esiti del trattamento.
Si prevede che alcuni ecotipi rispondano positivamente all’immunoterapia, mentre altri sono stati collegati a resistenza al trattamento e a una peggiore sopravvivenza. I biomarcatori standard hanno mostrato un potere predittivo inferiore.
Migliorare le decisioni terapeutiche ed evitare gli effetti collaterali
La capacità di prevedere la risposta immunoterapeutica prima di iniziare il trattamento potrebbe avere un impatto clinico immediato.
La terapia oncologica può richiedere tempo e comportare effetti collaterali significativi. Identificare i pazienti che difficilmente trarranno beneficio dall’immunoterapia potrebbe permettere ai clinici di scegliere prima terapie alternative più efficaci.
“Se un paziente non risponderà, potremmo usare un trattamento diverso,” dice il dottor Chaudhuri. “Decisioni migliori in anticipo possono migliorare direttamente i risultati.”
È importante sottolineare che trovare una probabile resistenza a un’immunoterapia non è necessariamente una cattiva notizia.
Può aiutare a orientare i pazienti verso trattamenti diversi, più adatti alla loro biologia tumorale, ulteriormente guidati dal profilo ecotipo spaziale personalizzato del paziente.
Monitoraggio del progresso del cancro in tempo reale
Poiché il test è basato sul sangue, apre anche la porta a un monitoraggio continuo di come l’ambiente tumorale del paziente evolve durante il trattamento.
Nei dati iniziali, i ricercatori hanno osservato che i cambiamenti negli ecotipi spaziali potevano segnalare una risposta o resistenza al trattamento mesi prima dell’imaging tradizionale.
“Questo ci offre una finestra su come il microambiente tumorale sta cambiando nel tempo”, afferma il dottor Chaudhuri. “Non siamo mai riusciti a vedere questo in modo pratico prima.”
Ampliamento dell’approccio tra tumori e altre malattie
Sebbene lo studio iniziale si sia concentrato principalmente su pazienti con melanoma, l’approccio mostra potenziali risultati per molti tumori, tra cui il cancro ai polmoni e alla vescica, dove le decisioni terapeutiche sono complesse e a tempo determinato.
Il team di ricerca dispone di nuovi dati oltre allo studio pubblicato che mostrano la capacità di prevedere risposte complete alla terapia combinata basata su coniugati di anticorpi (ADC).
I ricercatori ritengono inoltre che l’approccio assistito dalla tecnologia possa alla fine andare oltre i test e il trattamento del cancro.
“Non si tratta solo di cancro,” dice il dottor Chaudhuri. “Potrebbe fornire informazioni su una vasta gamma di malattie aiutandoci a comprendere ambienti biologici complessi nel corpo.”
Ulteriori studi sono in corso per convalidare il test in popolazioni di pazienti più ampie e portarlo in uso clinico.
I ricercatori stanno anche esplorando come diversi modelli di microambiente tumorale possano prevedere la risposta ad altre terapie oltre all’immunoterapia.
“Questo lavoro apre un modo completamente nuovo di pensare alle malattie,” afferma il dottor Chaudhuri. “Abbiamo praticamente scoperto un mondo che prima era invisibile a noi — e ora possiamo accedervi con un semplice esame del sangue.”
