Tumori polmonari: è caccia ai biomarcatori affidabili

tumori polmonari
Pubblicato il: 28 Luglio 2022|

La biopsia liquida potrebbe sostituire presto la biopsia tradizionale per monitorare la risposta all’immunoterapia dei pazienti malati di tumore al polmone. Se la biopsia tradizionale prevede l’asportazione di un pezzo di tessuto direttamente dall’organo colpito dal tumore, la biopsia liquida richiede solo un prelievo di sangue. Individuare biomarcatori affidabili e di cui le terapie sono in grado di alterare la concentrazione nel sangue può essere la chiave per predire l’efficacia dell’immunoterapia. Il lavoro è stato appena pubblicato sul Journal of Experimental & Clinical Cancer Research. I ricercatori della The Mount Sinai Hospital e Mount Sinai School of Medicine in collaborazione con esperti degli Stati Uniti, del Messico e dell’Italia, hanno verificato l’applicabilità della biopsia liquida alla clinica. Tra gli autori della ricerca che dimostra l’affidabilità della tecnica è Christian Rolfo, professore di ematologia e oncologia medica presso Icahn School of Medicine Mount Sinai e presidente dell’International Society of Liquid Biopsy.

Cercando i segnali

Il test sul campione di sangue rileva la presenza del biomarcatore PD-L1 o “Ligando di morte cellulare programmata-1”. PD-1 e il suo ligando PD-L1 sono due proteine e fanno parte dei “check-point immunitari”. Si tratta di una serie di proteine coinvolte in meccanismi che impediscono alle cellule del sistema immunitario di colpire in modo erroneo le cellule sane dell’organismo. La proteina PD-L1 esposta sulla superficie delle cellule sane riconosce e blocca l’interazione tra PD-1 e linfociti T. In tal modo inibisce l’attivazione dei linfociti T e sopprime la risposta immunitaria.

Per ingannare il sistema immunitario, le cellule di alcuni tipi di tumore esprimono sulla loro superficie le stesse proteine. Il sistema immunitario dell’organismo ospite pertanto non le riconosce come cellule aberranti e non le elimina. PD-L1 non è libero nel sangue, ma si trova sulla superficie di vescicole circondate da una doppia membrana cellulare e prive di nucleo. Sono le cellule tumorali che rilasciano nel sangue le vescicole extracellulari (EV). Le EV sono un sistema di comunicazione usato comunemente tra le cellule. Hanno un diametro variabile tra 20 e 2000 nm e sono rilasciate nell’ambiente extracellulare. Per questo è possibile rilevarle nei fluidi corporei.

È stato dimostrato che le vescicole extracellulari giocano un ruolo chiave nella complessa risposta immunitaria contro i tumori. Il sistema messo a punto da Rolfo e collaboratori intende proprio rilevare la presenza di queste EV.

Monitorare gli effetti dell’immunoterapia

PD-1 e PD-L1, per la loro funzione peculiare, sono diventate i bersagli dell’immunoterapia. Il farmaco innovativo consiste in anticorpi capaci di attaccare PD-1 e PD-L1 per impedirne l’interazione. In tal modo, viene sabotato il meccanismo sfruttato dalle cellule tumorali per inibire l’intervento del sistema immunitario. L’effetto è quello di potenziare i meccanismi di difesa dell’organismo. In tal modo, infatti, il farmaco aumenta le capacità del sistema immunitario di riconoscere e combattere il tumore.

Seguire la presenza di PD-L1 nel sangue permette quindi di predire in modo efficace la risposta all’immunoterapia, fornendo informazioni sulle possibilità di sopravvivenza del paziente. La fluttuazione del numero di vescicole rilevate correla con l’efficacia dell’immunoterapia. Se l’immunoterapia funziona diminuisce la concentrazione di vescicole PD-L1 nel sangue.

In generale, con la diffusione dell’immunoterapia, c’è un urgente bisogno di diffondere l’uso di biomarcatori circolanti nella pratica clinica per facilitare la terapia personalizzata e per prevedere la risposta al trattamento. “I nostri risultati avranno un impatto nella ricerca per prevedere l’esito dell’immunoterapia nei pazienti con cancro del polmone poiché finora non sono stati ancora trovati biomarcatori veramente affidabili”, ha commentato Christian Rolfo.

PD-L1: un attore già noto nella lotta ai tumori

PD-L1 è già sfruttato come marcatore per classificare i pazienti affetti da alcuni tipi di tumore. La biopsia tradizionale permette di verificare la sua espressione sulla superficie delle cellule tumorali, marcando PD-L1 tramite tecniche di immuno-istochimica. Il monitoraggio di PD-L1 avviene in caso di carcinoma polmonare non a piccole cellule o altri tipi di tumore. Purtroppo però il piccolo pezzo di tessuto ottenuto da una biopsia non è spesso rappresentativo della risposta del tumore alla terapia. C’è una variabilità di espressione all’interno del tessuto tumorale nel suo complesso.

Inoltre, sebbene nella maggior parte dei casi la preparazione richiesta per la biopsia al polmone sia minima, talvolta le esigenze cliniche possono cambiare a seconda del metodo usato per prelevare il campione. Infine, essendo un intervento invasivo, non può essere effettuato in maniera frequente e ricorrente. Non è dunque un metodo per seguire l’evoluzione del tumore in tempo reale. Quindi, PD-L1 per adesso non è ancora un marcatore abbastanza robusto per predire l’efficacia delle immunoterapie. “Il nuovo test è poco invasivo e può essere ripetuto innumerevoli volte durante il trattamento. Ha anche il vantaggio di rilevare i cambiamenti nel tumore durante il trattamento in tempo reale”, ha dichiarato Rolfo.

La validazione del metodo che sfrutta le Ev

Per validare la tecnica della biopsia liquida che monitora l’espressione di PD-L1 sulle EV, i ricercatori hanno comparato i campioni di sangue prelevati da pazienti con tumore al polmone non a piccole cellule. I pazienti considerati appartengono a due gruppi distinti: i primi sono trattati con immunoterapia che mira a inibire i checkpoint; i secondi, selezionati come controllo, hanno ricevuto la chemioterapia. L’estrazione delle vescicole extracellulari dai fluidi biologici è un processo complesso a causa delle dimensioni e della quantità delle EV. Inoltre, spesso è difficile ottenere preparazioni confrontabili.

Pertanto è necessario caratterizzare correttamente le EV estratte per ottenere campioni comparabili. L’International Society for Extracellular Vescicles ha pubblicato nel 2018 le linee guida per effettuare analisi corrette. È molto importante riportare com’è avvenuto il processo di estrazione delle EV, la loro caratterizzazione e gli studi funzionali (si veda il box). La ricerca guidata da Rolfo ha dimostrato che le vescicole extracellulari nel sangue esprimono PD-L1 anche per il tumore al polmone non a piccole cellule.

Inoltre, l’articolo ha il merito di aver dimostrato che nel corso di otto settimane di trattamento, la presenza di vescicole positive al PDL1 ha alcune fluttuazioni. In particolare, coloro che non rispondono all’immunoterapia mostrano un aumento delle vescicole nel sangue. Avviene il contrario per coloro che reagiscono positivamente alla terapia. E questo evidenzia l’importanza di seguire l’evoluzione del tumore nel tempo.

Difficile confrontare l’articolo con pubblicazioni precedenti che hanno cercato di studiare le fluttuazioni di PD-L1 associato al tumore al polmone. Purtroppo, nelle ricerche precedenti vi era una caratterizzazione e validazione insufficiente delle EV. Rolfo e colleghi tuttavia ammettono che può essere complicato tradurre nella pratica clinica tutto il processo di validazione necessario per avere un’analisi correttamente verificata. “L’introduzione di questo nuovo biomarcatore sarà possibile con lo sviluppo di nuovi dispositivi progettati per un più facile isolamento delle EV e analisi di PD-L1. Sarebbe necessario lo sviluppo di dispositivi microfluidici combinati a citometria a flusso ad alta risoluzione. Ciò potrebbe significativamente ridurre i tempi e la complessità dei protocolli e facilitare l’applicazione di tale tecnica nella routine della pratica clinica”.

Altre applicazioni

Gli stadi avanzati del tumore al polmone non a piccole cellule sono accompagnati dalla soppressione del sistema immunitario. Le peggiori conseguenze si evidenziano soprattutto a livello delle cellule T CD8+, responsabili della risposta immunitaria contro i tumori. Ecco perché l’immunoterapia costituisce una grande speranza per questi pazienti. La clinica sfrutta i farmaci anti PD-1/PD-L1 anche per bloccare o rallentare l’espansione di altri tumori. Tra le applicazioni più diffuse vi è quella contro il melanoma cui si aggiungono i tumori ginecologici, il carcinoma uroteliale, il carcinoma delle cellule renali, i tumori del collo clinici avviati ogni anno che includono un agente mirato PD1/PDL1 ha continuato ad aumentare, soprattutto in combinazione con altre terapie. L’articolo di Upadhaya e colleghi, pubblicato su Nature reviews Drug Discovery nel febbraio del 2022, ne riporta una panoramica. Proprio per la diffusione di tale tipo di terapia sono sempre più necessari biomarcatori in grado di distinguere quali pazienti possono trarre beneficio dall’immunoterapia. Conclude Rolfo: “Se convalidata in coorti prospettiche più ampie di pazienti, cosa che stiamo realizzando proprio ora, questa metodica alla ricerca di PD-L1 nel sangue potrebbe integrare o sostituire il tessuto PD-L1, usato oggi come standard in questi e altri tipi di pazienti tumorali che ricevono immunoterapia”.

Tag: International Society of Liquid Biopsy / Mount Sinai School of Medicine / The Mount Sinai Hospital /

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