Biomarcatori e biopsia liquida su cfDNA  per la medicina di precisione dei tumori

Il programma di ricerca ha come focus lo studio di biomarcatori  utili alla diagnosi, prognosi e al monitoraggio delle risposte terapeutiche  dei pazienti con cancro e, possibilmente, per l’individuazione precoce dei tumori e delle loro recidive.

Per quanto riguarda i biomarcatori, l’interesse è focalizzato su due isoforme del fattore di allungamento eucariotico eEF1A1 e eEF1A2 e i loro ruoli nell’oncogenesi e progressione dei tumori umani, con particolare riferimento al tumore della mammella e della prostata. Queste due proteine sono implicate nella oncogenesi e nella progressione dei tumori umani.

Più recentemente, l’interesse è stato rivolto all’analisi degli acidi nucleici circolanti liberi con la biopsia liquida per tumori solidi come la mammella e la prostata, che sono considerati tra i big killers nei due sessi. La biopsia liquida è stata oggetto di numerose ricerche scientifiche che ne hanno evidenziato la grande utilità. Essa si è affermata come una procedura non invasiva, ripetibile, affidabile e fonte di informazioni sulla biologia dei tumori. La biopsia liquida consiste in un semplice prelievo di sangue periferico o di altri fluidi biologici, comprese le urine. Da questi possono essere identificati molecole circolanti come gli acidi nucleici o cellule tumorali circolanti e esosomi  che sono fonti di preziose informazioni riguardanti il tumore.

Molti studi hanno dimostrato che è possibile delle analisi in biopsia liquida degli acidi nucleici circolanti (DNA e RNA) avere informazioni che sono rappresentative  della eterogeneità del tumore.  Inoltre, le analisi in biopsia liquida possono anticipare la resistenza farmacologica e la ripresa della malattia.

Il DNA circolante libero (cfDNA)  è il DNA frammentato libero rilasciato dalle cellule in apoptosi o in necrosi. Il cfDNA può essere ritrovato, oltre che nel sangue, anche in altri fluidi corporei come nelle urine, nei liquidi cerebrospinale o pleurico e nella saliva.

È possibile correlare i tumori alla quantificazione del cfDNA totale,  analizzare la quota di DNA tumorale (ctDNA)  andando a ricercare mutazioni o il numero di copie di geni correlati con la patologia, i suoi esiti e la terapia.

PROGETTI IN CORSO

1.Espressione di eEF1A1/A2 nei tessuti tumorali umani e loro ruolo nei tumori.

Il gruppo di ricerca  lavora allo studio dell’espressione di eEF1A1 e eEF1A2 nei tessuti tumorali umani e alla valutazione di eEF1A1, eEF1A2  in biopsia liquida. In particolare, sta studiando il ruolo di eEF1A1 e eEF1A2 nei tumori della mammella e della prostata utilizzando un sistema messo a punto dal gruppo per le analisi in immunoistochimica e immunofluorescenza. Inoltre, il gruppo sta analizzando l’espressione dei due geni nei tessuti con il sistema della digital droplet PCR (ddPCR).

2. Analisi del cfDNA e del cfDI in pazienti con tumore della mammella all’esordio.

Il tumore della mammella rappresenta il 30% delle neoplasie femminili totali e, in Italia, presenta una stima di circa 53.000 nuovi casi per anno. Nelle donne, il carcinoma della mammella rappresenta il 28% delle cause di morte oncologica prima dei 50 anni, il 20% tra i 50 e 69 anni e il 14% dopo i 70 anni.

In biopsia liquida il gruppo sta studiando l’integrità del DNA circolante libero (cfDI) nel plasma di pazienti con il tumore alla mammella all’esordio per avere biomarcatori predittivi dell’insorgenza della malattia e della sua gravità.

Estratto da https://doi.org/10.1016/j.bdq.2019.100087

Il cfDI sostanzialmente è il rapporto, per un bersaglio annidato sul cfDNA, della quantità di frammenti lungi rispetto ai corti. In pratica, è stato dimostrato che il cfDI cambia significativamente in presenza di un tumore, quando si ha la recidiva e la progressione.

 Il gruppo di ricerca  sta analizzando il cfDI  di tratti di sequenze delle ALU e delle LINE-1. Le ALU e le LINE-1 fanno parte delle sequenze di retrotrasposoni non-LTR. Gli elementi trasponibili hanno un ruolo essenziale nel mantenere l’integrità genomica e una deregolazione della loro attività può causare un’instabilità del genoma, implicata nell’insorgenza tumorale. Le LINE-1 appartengono alla classe delle LINEs  (Long Interspersed Nuclear Elements) e costituiscono circa il 17% del genoma umano. Le LINE-1 codificano per proteine necessarie per la propria amplificazione, per questo sono definiti elementi autonomi. Gli elementi ALU appartengono alla classe degli SINEs (Short Interpersed Elements), sono elementi specifici dei primati e contribuiscono all’11% della sequenza genomica.

Il gruppo di ricerca ha ottenuto il consenso del C.E.U.R per la biopsia liquida su pazienti e controlli. Sta analizzando il cfDI di ALU e LINE-1 nel plasma di pazienti con diagnosi di carcinoma della mammella all’esordio e in soggetti sani di controllo. Lo studio prevede l’utilizzo della ddPCR per la quale il gruppo ha messo a punto le analisi di cfDI di ALU e LINE-1. Inoltre, interesse del gruppo è anche valutare la quantità di cfDNA circolante con sistema gene-target in ddPCR utilizzando come geni di riferimento EEF1A1 e EEF1A2.