Prognosi del linfoma di Hodgkin, biologia monitorata con il DNA tumorale circolante

Il DNA tumorale circolante predice la recidiva e divide la malattia in due sottogruppi in uno studio condotto da Stanford Medicine Linfoma di Hodgkin. Nuovi bersagli farmacologici o cambiamenti nei trattamenti possono ridurre la tossicità.

Esecuzione di analisi del sangue in un laboratorio. Credito immagine:
Louis Reed tramite Unsplash, licenza gratuita

Uno studio internazionale condotto da Stanford Medicine su centinaia di campioni di pazienti affetti da linfoma di Hodgkin ha dimostrato che i livelli di DNA tumorale circolante nel sangue possono identificare chi sta rispondendo bene al trattamento e altri che potrebbero avere una recidiva della malattia, consentendo potenzialmente ad alcuni i pazienti per i quali si prevede che avranno esiti favorevoli rinunciano a un trattamento prolungato.

Sorprendentemente, lo studio ha anche rivelato che il linfoma di Hodgkin, un cancro dei linfonodi, può essere diviso in due gruppi, ciascuno con cambiamenti genetici distinti e prognosi leggermente diverse. Questi cambiamenti suggeriscono debolezze nei meccanismi di crescita del cancro che potrebbero essere presi di mira da nuove terapie meno tossiche.

L’idea di stabilire profili molecolari dei tumori non è nuova. Ma a differenza di altri tumori, il linfoma di Hodgkin ha resistito a questo tipo di analisi. Questo perché le cellule del linfoma di Hodgkin sono relativamente scarse, anche all’interno di un tumore di grandi dimensioni.

“Questo approccio offre il nostro primo sguardo significativo alla genetica del linfoma di Hodgkin classico”, ha affermato il professore di medicina Ash Alizadeh, MD, dottorato di ricerca. “Rispetto ad altri tumori, trovare le cellule tumorali del linfoma di Hodgkin o il DNA del cancro da studiare è come cercare un ago in un pagliaio. Un paziente può avere un tumore al petto delle dimensioni di un pallone da calcio, ma solo circa l’1% delle cellule nella massa sono cellule tumorali, mentre il resto rappresenta una risposta infiammatoria al tumore. Ciò ha reso molto difficile trovare le prove fumanti che guidano la malattia”.

Alizadeh, che è il professore della famiglia Moghadam, e Massimiliano DiehnMD, PhD, professore di radioterapia oncologica e professori di Jack, Lulu e Sam Willson, sono gli autori senior dello studio ricercapubblicato in Natura. L’ex studioso post-dottorato Stefan Alig, MD; istruttore di medicina Mohammad Shahrokh Esfahani, PhD; e lo studente laureato Andrea Garofalo sono gli autori principali, così come lo studente laureato Michael Yu Li presso la British Columbia Cancer.

Ogni anno negli Stati Uniti viene diagnosticato il linfoma di Hodgkin a circa 8.500 persone. La malattia colpisce principalmente le persone di età compresa tra 15 e 35 anni e le persone di età superiore ai 55 anni.

Il ruolo della Stanford Medicine

Poco più di 60 anni fa, il radiologo di Stanford Henry Kaplan, MD, pioniere l’uso di radiazioni mirate per trattare il linfoma di Hodgkin. La nuova terapia, erogata da un acceleratore lineare ad alta energia sviluppato da Kaplan negli anni ’50 per uso medico, è stato il primo passo in uno sforzo guidato da Stanford per trasformare il cancro dei linfonodi, un tempo fatale, in uno che ora è altamente curabile. Poco dopo, a Kaplan si unì l’oncologo medico Saul Rosenberg, MD, e i due trovarono modi per combinare la radioterapia con i regimi chemioterapici, incluso uno noto semplicemente come Stanford 5 (così chiamato perché era il quinto di una serie di regimi gradualmente meno tossici). trattamenti).

Nei decenni successivi, tuttavia, i cambiamenti genetici che provocano il cancro sono rimasti misteriosi. Questo perché, a differenza di molti altri tumori, i tumori del linfoma di Hodgkin sono costituiti principalmente da cellule immunitarie che si sono infiltrate nel cancro, rendendo difficile isolare le cellule malate per lo studio. Oggi i pazienti vengono trattati con chemioterapia, radioterapia o una combinazione di entrambe; circa l’89% dei pazienti sopravvive cinque anni o più dopo la diagnosi iniziale.

Alizadeh, Diehn e i loro colleghi hanno utilizzato una tecnica di sequenziamento del DNA ottimizzata chiamata PhasED-Seq, o sequenziamento di arricchimento e rilevamento di varianti fasiche, sviluppata alla Stanford Medicine nel 2021 per concentrarsi su frammenti di DNA estremamente rari nel flusso sanguigno di un paziente per identificare i cambiamenti genetici che guidare la crescita del linfoma di Hodgkin.

PhasED-Seq si basa su una tecnica chiamata CAPP-Seq, o profilazione personalizzata del cancro mediante sequenziamento profondo, sviluppato nel 2014 da Alizadeh e Diehn per valutare i livelli di cancro ai polmoni e la risposta al trattamento. Ma PhasED-Seq è molto più sensibile.

“CAPP-Seq potrebbe rilevare solo una sequenza di DNA tumorale su 10.000 sequenze di DNA non tumorali”, ha affermato Diehn. “Ma PhasED-Seq può rilevare meno di una sequenza di DNA canceroso su 1 milione di sequenze di DNA non cancerose.”

Il loro obiettivo era quello di saperne di più sulle cause del cancro e su come rendere i trattamenti di successo ancora più facili per i pazienti.

“In genere possiamo curare la maggior parte dei pazienti con una linea di terapia”, ha detto Alizadeh. “Ma cerchiamo sempre di trovare agenti chemioterapici meno tossici che siano più delicati per il midollo osseo, i polmoni e altri organi, e modi per indirizzare con maggiore precisione la radioterapia. E una piccola minoranza di pazienti sperimenta una recidiva che può essere difficile da trattare con successo”.

I ricercatori hanno utilizzato CAPP-Seq e PhasED-Seq per analizzare campioni di sangue di 366 persone trattate per linfoma di Hodgkin in tre centri medici tra cui la Stanford Medicine. La tecnica era straordinariamente sensibile.

“Sorprendentemente, abbiamo rilevato più DNA tumorale nel sangue che nel tessuto tumorale stesso”, ha detto Alizadeh. “Sembrava difficile da credere finché non abbiamo analizzato abbastanza campioni per dimostrare che era riproducibile.”

Due percorsi

I ricercatori hanno utilizzato tecniche di apprendimento automatico per classificare i diversi tipi di cambiamenti genetici presenti nelle cellule tumorali. Hanno scoperto che i pazienti potevano essere separati in due gruppi: uno che presenta prevalentemente mutazioni in diversi geni associati al cancro, implicati nella sopravvivenza cellulare, nella crescita e nell’infiammazione, e un altro con un tipo di cambiamento genetico chiamato alterazioni del numero di copie che colpisce aree più ampie del genoma. , sopprimendo o asportando regioni del DNA che influenzano la crescita cellulare e il cancro.

“Abbiamo adattato un metodo dall’elaborazione del linguaggio naturale per trovare questi due sottotipi Hodgkin, e poi abbiamo utilizzato una varietà di metodi per identificare le principali caratteristiche biologiche e cliniche e per confermare che i sottotipi sono osservati anche in altri gruppi di pazienti”, ha detto Esfahani.

Il primo gruppo, che costituisce circa dalla metà ai due terzi dei pazienti, si verifica principalmente nei pazienti più giovani e ha un esito comparativamente più favorevole. Circa l’85-90% di queste persone sopravvive per tre anni senza recidive della malattia. Il secondo, che costituisce circa la metà-un terzo del totale, si verifica sia nei pazienti più giovani che in quelli più anziani e ha un esito meno favorevole, sebbene comunque buono. Circa il 75% di queste persone vive per almeno tre anni senza recidive.

Fondamentalmente, un sottoinsieme di entrambi i gruppi conteneva una mutazione unica in un gene per il recettore delle proteine ​​di segnalazione cellulare chiamate interleuchina 4 e interleuchina 13.

“Abbiamo scoperto una nuova classe di mutazioni nel gene del recettore dell’interleuchina 4 che migliora un percorso chiave caratteristico del linfoma di Hodgkin”, ha detto Alig. “Queste mutazioni possono essere indicative di vulnerabilità uniche del tumore che possono essere sfruttate a livello terapeutico”.

I ricercatori hanno anche dimostrato che i pazienti che non avevano DNA tumorale circolante rilevabile nel sangue subito dopo l’inizio del trattamento avevano molte meno probabilità di avere recidive della malattia rispetto a quelli che avevano anche piccole quantità di DNA tumorale residuo circolante nello stesso momento – una distinzione che i ricercatori avevano fatto. speravo di vedere, ma non erano sicuri di riuscire a rilevarlo anche con PhasED-Seq.

“Sono rimasto sorpreso dal fatto che potessimo prevedere quali pazienti avrebbero avuto una recidiva”, ha detto Diehn. “Anche con il nostro test ultrasensibile c’era una significativa possibilità che il segnale proveniente dal DNA del cancro potesse diventare non rilevabile dopo il trattamento, anche nei pazienti che alla fine avevano recidivato. Ma questo non è avvenuto”.

I ricercatori che cercano di comprendere meglio la biologia del linfoma di Hodgkin hanno un obiettivo chiave: migliorare la cura dei pazienti.

“Il numero di persone che sperimentano una recidiva è piccolo, ma, come Henry Kaplan e Saul Rosenberg, vogliamo salvarli tutti”, ha detto Diehn. “Sarebbero rimasti stupiti e gratificati da questi risultati, che si basano sul loro importante lavoro di decenni fa. Attendiamo con impazienza un’era in cui potremo curare ogni paziente senza tossicità”.

Fonte: Università di Stanford