Home MALATTIE TUMORI Carcinoma mammario: i biomarkers e la diagnostica del futuro

Carcinoma mammario: i biomarkers e la diagnostica del futuro

Diagnostica: introduzione

Lo screening del cancro al seno e la diagnosi precoce svolgono un ruolo fondamentale nel migliorare i risultati terapeutici, portando a una prognosi migliore per i pazienti con cancro al seno. La mammografia è attualmente il principale metodo di rilevamento disponibile in commercio per il cancro al seno; tuttavia, presenta numerose limitazioni ben note, tra cui una bassa sensibilità del 25 ~ 59% per l’individuazione del cancro in seni densi, che si presenta comunemente nelle donne più giovani, così come alti tassi di falsi negativi e falsi positivi e una diagnosi eccessiva dell’1-10%. Pertanto, la gestione efficace del cancro al seno durante la terapia o la diagnosi precoce dipende dalla disponibilità di biomarcatori diagnostici, prognostici e predittivi affidabili non invasivi. Inoltre, un numero crescente di pazienti richiede trattamenti personalizzati o precisi; è quindi urgente identificare nuovi biomarcatori per la diagnosi e la prognosi e lo sviluppo di nuovi farmaci.

I biomarcatori per il cancro includono sostanze rilasciate dalle cellule tumorali stesse o da altri tessuti in risposta ai tumori, nonché marcatori fisiologici che possono essere visualizzati utilizzando la tecnologia di imaging o rilevati dalla tecnologia molecolare. I biomarcatori sono valutazioni oggettive e quantificabili di stati biologici o malattie che possono predire il comportamento, la prognosi o le risposte al trattamento del tumore, svolgendo così un ruolo importante nella gestione del cancro al seno. Devono essere convalidati da campioni umani per garantire che riflettano il risultato clinico. Poiché le cellule tumorali sono altamente eterogenee, un singolo biomarcatore potrebbe non avere sensibilità e specificità sufficienti per prevedere con precisione la progressione del cancro e le metastasi e una combinazione di più marcatori è più attraente.

Tipi di biomarkers

I biomarcatori utilizzati nel cancro vanno dalle macromolecole, come il DNA, le mutazioni genetiche, l’RNA e le proteine ​​alle cellule intere. Possono circolare nel sangue come mRNA circolante, DNA libero circolante e cellule tumorali circolanti, rendendo le biopsie liquide attraenti per l’uso clinico. Due tipi di biomarcatori vengono utilizzati per l’esito del trattamento del cancro: i biomarcatori prognostici sono associati all’esito clinico e possono informare se un paziente deve essere trattato e i biomarcatori predittivi per guidare un trattamento che è efficace solo in un sottotipo di cancro al seno. Alcuni biomarcatori sono già disponibili nella pratica clinica, mentre alcuni biomarcatori sono stati convalidati in modelli murini o sperimentazioni cliniche.

Proteine

Le proteine ​​coinvolte nella proliferazione cellulare e nell’angiogenesi sono spesso coinvolte nella tumorigenesi quando deregolamentate. Le proteine ​​circolanti nel sangue sono buoni candidati come biomarcatori per il rilevamento del tumore, compreso il cancro al seno. L’identificazione di biomarcatori proteici può essere sistematicamente vagliata integrando la proteomica del sangue, come il saggio di immunoassorbimento enzimatico (ELISA) e la spettrometria di massa per confrontare i parametri fisiologici e condizioni patologiche. I marcatori proteici identificati devono essere convalidati utilizzando campioni umani o sperimentazioni cliniche. In alternativa, gli anticorpi che prendono di mira le proteine ​​codificate da oncogeni e geni oncosoppressori e prodotti dalle cellule dell’organismo sono potenziali biomarkers per la diagnosi precoce del cancro al seno. Pertanto, molti studi hanno identificato antigeni associati al tumore (TAA) riconosciuti da autoanticorpi nei campioni di sangue dei pazienti.

L’integrazione delle nuove tecnologie di genomica, proteomica, tecnologie ad alto rendimento e metodi immunologici ha fatto grandi progressi in questo campo. Attualmente, l’antigene carboidrato 15-3 (CA15-3) è il marker sierico più frequentemente utilizzato per lo screening di routine del cancro al seno, il monitoraggio e il follow-up delle pazienti con cancro al seno. Tuttavia, i tradizionali biomarcatori tumorali sierici per il cancro al seno, come l’antigene carcinoembrionario (CEA), l’antigene tumorale 125 (CA125) e il CA15-3, mostrano una bassa sensibilità e sono spesso utilizzati per il monitoraggio di follow-up invece della diagnosi precoce. Pertanto, è urgente identificare nuovi biomarkers tumorali sierici per lo screening del cancro al seno. La combinazione di tutte e quattro le proteine, proteina anomala del tumore (TAP) + CEA + CA125 + CA15-3, ha rivelato la più alta sensibilità per la diagnosi di cancro al seno (21,84%) e potrebbe quindi essere ausiliaria per la diagnosi precoce del cancro al seno.

Recentemente, un pannello di trefoil factor (TFF) 1, TFF2 e TFF3 è stato segnalato come potenziale biomarcatore per lo screening del cancro al seno a causa della sua straordinaria capacità di differenziare tra pazienti con cancro al seno e individui sani; I livelli sierici di TFF1 e TFF3 si sono dimostrati significativamente più alti e il livello sierico di TFF2 era significativamente più basso nelle pazienti con cancro al seno rispetto agli individui sani. I fattori trefoil sono proteine ​​secretorie espresse nella mucosa gastrointestinale. È stato recentemente segnalato che TFF1 inibisce la crescita, la migrazione e l’invasione delle cellule mammarie in vitro ed è stato anche suggerito che sia un biomarcatore prognostico per il cancro al seno.

Altri studi stanno cercando di convalidare l’importanza dell’espressione delle molecole della matrice extracellulare (ECM). In particolare, la combinazione di COL11A1, COMP e COL10A1 è stata identificata come un promettente biomarker per differenziare i pazienti con cancro al seno dai controlli benigni. Pertanto, COL11A1, COMP e COL10A1 circolanti potrebbero essere utilizzati come biomarkers per diagnosticare il cancro al seno. Inoltre, la pleiotropina (PTN), un biomarcatore proteico circolante con un’adeguata capacità di differenziazione, è superiore a CEA e CA15-3. Il PTN è un fattore di crescita che regola diverse funzioni cellulari e la sua alta espressione è associata a molti tipi di cancro. Pertanto, può essere un potenziale biomarker per la diagnosi del cancro al seno.

Autoanticorpi

Oltre alla firma a singolo marcatore, una strategia comune adottata nella ricerca sui biomarcatori per migliorare l’accuratezza diagnostica è l’incorporazione di nuovi autoanticorpi con marcatori tumorali classici. Gli autoanticorpi o gli autoanticorpi associati al tumore possono essere potenziali biomarcatori per la diagnosi precoce del cancro al seno in base alla concentrazione, che può precedere la conferma clinica del cancro di mesi o anni. Ad esempio, utilizzando l’analisi sierologica delle librerie di espressione di cDNA ricombinante (SEREX) in combinazione con la tecnologia di visualizzazione dei fagi, un pannello di autoantigeni sierici costituito da galectina-3, proibitina 2, MUC1, glicerolo chinasi 2 (GK2) e CA15-3 si è dimostrato migliore valori diagnostici per carcinoma mammario in stadio iniziale rispetto al solo anti-CA15-3.

SEREX è stato utilizzato anche per identificare una combinazione di sei antigeni; proteina di riparazione RAD50, regolatore di polarità cellulare PARD3, fosfoproteina 1 secreta (SPP1), SAP30BP, NY-BR-62 e NY-CO-58, che potrebbero differenziare i pazienti con cancro al seno da soggetti sani. Lo studio degli autoanticorpi potrebbe fornire informazioni preziose per identificare nuovi bersagli terapeutici e biomarcatori diagnostici per il cancro al seno. È importante sottolineare che, quando si combinano biomarcatori proteici sierici e autoanticorpi associati al tumore, la sensibilità clinica e la specificità per la rilevazione del cancro al seno sono migliorate rispettivamente all’81,0% e al 78,8%. Questi dati hanno rivelato il vantaggio di combinare biomarcatori di proteine ​​sieriche e dati sugli autoanticorpi associati al tumore.

Chemochine

Il recettore 9 delle chemochine (CCR9) si lega alla chemochina ligando 25 (CCL25) e regola il traffico di linfociti, nonché le linee cellulari tumorali. La segnalazione CCL25 / CCR9 può promuovere la migrazione e l’invasione delle cellule di cancro al seno verso l’osso, regolando numerosi marcatori della transizione epiteliale-mesenchimale (EMT). Tuttavia, sono necessarie indagini più complete su questo segnale per confermare il suo ruolo nelle metastasi ossee, ed è ancora incerto se l’anticorpo CCR9 sia utile per il trattamento del cancro al seno con metastasi ossee.

CCL18, che è derivato dai macrofagi associati al tumore (TAM), tramite il suo recettore, PITPNM3, recluta monociti infiammatori e Treg per il cancro al seno TME e induce l’invasione e la metastasi del cancro al seno attraverso la via PI3K / Akt / GSK3β / Snail. L’anticorpo anti-CCL18 potrebbe interrompere il ciclo di feedback GM-CSF-CCL18 per trattare le metastasi del cancro, in particolare le metastasi del cancro al seno. Sebbene non sia stato dimostrato che la via di segnalazione CCL18-PITPNM3 abbia un ruolo nelle metastasi ossee del cancro al seno, non è noto se l’anticorpo anti-CCL18 possa essere utilizzato per il trattamento del cancro al seno con metastasi ossee

Cellule

Linfociti infiltranti il ​​tumore (TIL)

Vari tipi di cellule immunitarie presenti nella TME, comprese le cellule T citotossiche, le cellule T helper (Th), le cellule natural killer (NK), le cellule dendritiche e i macrofagi, sono collettivamente chiamati linfociti infiltranti il ​​tumore (TIL). I TIL sono correlati alla prognosi e alla risposta alla terapia contro il cancro. Nel cancro al seno, un numero crescente di studi ha valutato il significato dei TIL come marcatori prognostici e predittivi e dei loro sottogruppi specifici. Sebbene la valutazione delle frequenze complessive di TIL sulla base della colorazione H&E sulla diagnostica di routine sia fattibile, le TIL sono altamente eterogenee e variano tra i diversi sottotipi molecolari di cancro al seno e non tutti i tipi o sottogruppi di cellule immunitarie sono associati a risultati migliori. Pertanto, questa tecnica non può valutare accuratamente diversi sottoinsiemi immunitari.

In alternativa, saranno necessarie tecniche più avanzate, tra cui la reazione a catena della polimerasi (PCR), la citometria a flusso e l’immunogenomica, per valutare i TIL in modo più accurato. I TIL stanno guadagnando attenzione per il loro valore prognostico nel cancro al seno. È stata osservata un’elevata frequenza di TIL nei sottotipi di cancro al seno più aggressivi, inclusi i sottotipi di recettore estrogenico, ovvero HER2 e tumori basali altamente infiammati e il sottotipo B luminale altamente proliferante, ma sono bassi nel sottotipo A luminale meno aggressivo. Pertanto, la frequenza TIL è risultata essere un promettente marker prognostico e associata a una prognosi favorevole.

È stato dimostrato che un numero elevato di TIL e di cellule T CD8 è predittivo della risposta agli inibitori del checkpoint, pembrolizumab, a seguito di irradiazione e chemioterapia per TNBC metastatizzato. È stato anche dimostrato che TIL elevati sono associati a migliori risposte a trastuzumab o lapatinib nel carcinoma mammario HER2+. Tuttavia, uno studio recente ha rivelato che alti livelli di TIL erano associati a una sopravvivenza globale più breve nel carcinoma mammario HR+ / HER2-, mentre alti livelli di TIL erano correlati con risultati migliori nel TNBC. Le differenze nei valori prognostici dei TIL in diversi tipi di cancro al seno possono essere dovute a diverse composizioni di cellule immunitarie. Sono necessarie ulteriori indagini sulle interazioni tra cellule immunitarie e cellule tumorali in diversi tipi di cellule di cancro al seno.

La metastasi coinvolge le cellule tumorali e la TME; quindi, i componenti non cancerogeni potrebbero essere nuovi bersagli terapeutici. È stato dimostrato che i neutrofili nel microambiente polmonare supportano le metastasi polmonari del cancro al seno, indicando che il targeting di componenti cellulari non cancerose può essere un nuovo approccio terapeutico. L’interazione tra le cellule tumorali e le cellule residenti nel cervello e gli astrociti facilita anche la colonizzazione metastatica nel cervello. L’espressione della fosfatasi e dell’omologo della tensina (PTEN), un soppressore del tumore, è stata messa a tacere nelle cellule tumorali dopo la diffusione al cervello, ma non in altri organi. Questo è regolato epigeneticamente dai miRNA esosomiali negli astrociti. Di conseguenza, queste molecole derivate dagli astrociti potrebbero essere utilizzate come biomarcatori per prevedere il rischio di metastasi cerebrali del cancro al seno e fornire nuove terapie antimetastatiche.

Cellule stromali associate al tumore

Le cellule stromali associate al tumore sono fibroblasti e macrofagi associati al cancro, che svolgono un ruolo importante nella progressione del cancro al seno. Prove sempre più numerose indicano che le firme dei geni stromali e immunitari sono potenziali biomarcatori prognostici o predittivi per il cancro al seno. Tuttavia, le firme del gene immunitario non sono state incluse negli attuali test multigenici e attualmente non è disponibile alcun test commerciale; lo sviluppo di firme di geni stromali o immunitari che riflettono la TME può contribuire a migliori biomarkers per il carcinoma mammario.

Biomarkers nell’urina

L’urina umana è uno dei biofluidi corporei più utili per i test di routine. Numerosi studi hanno suggerito che l’urina potrebbe contenere potenziali biomarkers per lo screening del cancro al seno, che vanno dal profilo del metaboloma e del profilo proteomico all’analisi degli exosomi. I fosfolipidi sono mattoni per le membrane cellulari. La fosfatidilcolina (PC), la fosfatidiletanolamina (PE) e la sfingomielina sono i fosfolipidi più abbondanti e costituiscono fino all’80% della membrana. Nei tessuti del cancro al seno è stato osservato un aumento del metabolismo dei fosfolipidi, in particolare PC e PE o le loro molecole precursori. È stato dimostrato che la perdita dell’allele BRCA1 wild-type aumenta la produzione di lipidi nelle cellule di cancro al seno.

Uno studio ha dimostrato che 59 proteine ​​urinarie vengono rilevate in modo differenziale (cambiamento >3 volte) nei pazienti con cancro al seno rispetto agli individui sani di controllo, e di loro, 36 proteine ​​urinarie sono specifiche dello stadio. Un pannello di proteine ​​sovraregolate potrebbe essere utilizzato per la rilevazione del cancro al seno. Il pannello è composto da LRC36, MAST4, DYH8, HBA, PEPA, filaggrina, MMRN2, AGRIN, NEGR1, FIBA ​​e cheratina 10. Questi marcatori specifici per la fase sono associati al carcinoma mammario preinvasivo nel carcinoma duttale in situ (DCIS), precoce carcinoma mammario invasivo e carcinoma mammario metastatico.

Biomarkers nelle lacrime

Le lacrime sono prodotte principalmente dalle ghiandole lacrimali sotto la pelle delle palpebre superiori attraverso la filtrazione dal plasma sanguigno, che circola negli organi e nei tessuti del nostro corpo. Pertanto, le lacrime sono state utilizzate come fonte per lo screening esterno di farmaci e studi farmacocinetici, nonché per la scoperta di biomarcatori di molte malattie, incluso il cancro. La mammaglobina B (chiamata anche SCGB2A1 o lacryglobin) è sovraespressa nel cancro al seno e funge da biomarker per le micrometastasi dei linfonodi ascellari nelle pazienti con tumore del seno. La mammaglobina B è stata scoperta per la prima volta nelle normali lacrime riflesse umane.

Tuttavia, viene rilevata anche nelle lacrime dell’88% delle pazienti con cancro al seno. Rispetto al sangue, le lacrime come fonte di biomarkers hanno dei vantaggi. La raccolta del campione lacrimale è meno invasiva. Le lacrime possono essere facilmente ottenute dalla superficie degli occhi all’interno o all’esterno della clinica per un monitoraggio rapido e continuo della salute. Non è necessaria alcuna filtrazione proteica preventiva prima dell’analisi poiché le lacrime contengono poche proteine ​​solide come l’albumina. Tuttavia, una particolare sfida analitica è la concentrazione molto più bassa di alcune molecole nelle lacrime rispetto al sangue. Pertanto, una tecnica di screening sensibile e affidabile è necessaria per il rilevamento e la quantificazione affidabile e riproducibile.

Un test di screening del cancro al seno a base di proteine ​​lacrimali è attualmente in fase di sviluppo da parte di Ascendant Dx, una società di diagnostica. È stato affermato di avere una precisione fino al 90%, il che implica una sensibilità maggiore rispetto a una mammografia.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it

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