nutizie

L'immunoterapia hà purtatu cambiamenti rivoluzionarii à u trattamentu di i tumori maligni, ma ci sò sempre certi pazienti chì ùn ponu micca prufittà. Dunque, i biomarcatori adatti sò urgentemente necessarii in l'applicazioni cliniche per predisce l'efficacia di l'immunoterapia, per massimizà l'efficacia è evità a tossicità inutile.

Biomarcatori appruvati da a FDA

Espressione di PD-L1. A valutazione di i livelli d'espressione di PD-L1 per immunoistochimica (IHC) dà u puntu di proporzione tumorale (TPS), chì hè a percentuale di cellule tumorali parzialmente o cumpletamente colorate da a membrana di qualsiasi intensità in e cellule tumorali sopravviventi. In i prucessi clinichi, questu test serve cum'è test diagnosticu ausiliariu per u trattamentu di u cancru pulmonariu micca à piccule cellule avanzatu (NSCLC) cù pembrolizumab. Se u TPS di u campione hè ≥ 1%, l'espressione di PD-L1 hè cunsiderata; TPS ≥ 50% indica una alta espressione di PD-L1. In u prucessu iniziale di Fase 1 (KEYNOTE-001), u tassu di risposta di i pazienti in u sottogruppu PD-L1 TPS>50% chì utilizavanu pembrolizumab era di 45,2%, mentre chì indipendentemente da u TPS, u tassu di risposta di tutti i pazienti chì ricevenu questu trattamentu cù inibitore di u checkpoint immunitariu (ICI) era di 19,4%. U studiu di fase 2/3 successivu (KEYNOTE-024) hà assignatu à casu i pazienti cun PD-L1 TPS>50% per riceve pembrolizumab è chemioterapia standard, è i risultati anu dimustratu un miglioramentu significativu di a sopravvivenza generale (OS) in i pazienti chì ricevenu trattamentu cù pembrolizumab.

Tuttavia, l'applicazione di PD-L1 in a previsione di e risposte ICI hè limitata da diversi fattori. Prima, a soglia ottima per i diversi tipi di cancru varia. Per esempiu, Pabolizumab pò esse adupratu quandu l'espressione tumorale di PD-L1 di i pazienti cun cancru gastricu, cancru esofageu, cancru di a vescica è cancru di u pulmone hè rispettivamente di 1%, 10% è 50%. Siconda, a valutazione di a pupulazione cellulare di l'espressione di PD-L1 varia secondu u tipu di cancru. Per esempiu, u trattamentu di u carcinoma squamoso ricorrente o metastaticu di a testa è di u collu pò sceglie di aduprà un altru metudu di test appruvatu da a FDA, u Comprehensive Positive Score (CPS). Terzu, ùn ci hè quasi nisuna currelazione trà l'espressione di PD-L1 in vari cancri è a risposta ICI, chì indica chì u sfondate tumorale pò esse un fattore chjave in a previsione di i biomarcatori ICI. Per esempiu, secondu i risultati di u test CheckMate-067, u valore predittivu negativu di l'espressione di PD-L1 in u melanoma hè solu di 45%. Infine, parechji studii anu trovu chì l'espressione di PD-L1 hè inconsistente in diverse lesioni tumorali in un solu paziente, ancu in u listessu tumore. In riassuntu, ancu s'è i prucessi clinichi iniziali di NSCLC anu incitatu a ricerca nantu à l'espressione di PD-L1 cum'è un pussibule biomarcatore predittivu, a so utilità clinica in diversi tipi di cancru ferma pocu chjara.

Carica di mutazione tumorale. A Carica di Mutazione Tumorale (TMB) hè stata aduprata cum'è indicatore alternativu di l'immunogenicità tumorale. Sicondu i risultati di a prova clinica di KEYNOTE-158, trà i 10 tippi di tumori solidi avanzati trattati cù pembrolizumab, i pazienti cù almenu 10 mutazioni per megabase (TMB altu) anu avutu un tassu di risposta più altu ch'è quelli cù TMB bassu. Vale a pena nutà chì in questu studiu, TMB era un predittore di PFS, ma ùn era micca capace di predisce OS.

A risposta di a terapia immune hè principalmente guidata da u ricunniscenza di i novi antigeni da parte di i linfociti T. L'immunogenicità assuciata à un TMB più altu dipende ancu da diversi fattori, cumpresi u neoantigenu tumorale presentatu da u tumore; U sistema immunitariu ricunnosce i neoantigeni tumorali; A capacità di l'ospite d'inizià risposte specifiche per l'antigenu. Per esempiu, i dati suggerenu chì i tumori cù a più alta infiltrazione di alcune cellule immunitarie possinu in realtà avè una amplificazione di cloni di cellule T regulatorie inibitorie (Treg). Inoltre, a gamma di TMB pò differisce da u putenziale di i neoantigeni TMB, postu chì u situ esattu di a mutazione ghjoca ancu un rolu significativu; E mutazioni chì medianu diverse vie di presentazione di l'antigeni ponu influenzà a presentazione (o a non presentazione) di novi antigeni à u sistema immunitariu, indicendu chì e caratteristiche intrinseche è immunologiche di u tumore devenu esse coerenti per pruduce risposte ICI ottimali.

Attualmente, u TMB hè misuratu per mezu di u sequenziamentu di prossima generazione (NGS), chì pò varià trà e diverse istituzioni (internamente) o piattaforme cummerciali aduprate. U NGS include u sequenziamentu di l'exoma cumpletu (WES), u sequenziamentu di u genomu cumpletu è u sequenziamentu miratu, chì pò esse ottenutu da u tissutu tumorale è u DNA tumorale circulante (ctDNA). Hè da nutà chì i diversi tipi di tumori anu una vasta gamma di TMB, cù tumori immunogenici cum'è u melanoma, u NSCLC è u carcinoma à cellule squamose chì anu i livelli di TMB più alti. In listessu modu, i metudi di rilevazione cuncepiti per diversi tipi di tumori anu diverse definizioni di valori di soglia TMB. In u studiu di NSCLC, melanoma, carcinoma uroteliale è cancru di u pulmone à piccule cellule, questi metudi di rilevazione utilizanu diversi metudi analitici (cum'è a rilevazione WES o PCR per numeri specifici di geni correlati) è soglie (TMB altu o TMB bassu).

I microsatelliti sò assai instabili. U microsatellite assai instabile (MSI-H), cum'è biomarcatore di u cancru per a risposta ICI, hà una prestazione eccellente in a previsione di l'efficacia di l'ICI in diversi cancri. L'MSI-H hè u risultatu di difetti di riparazione di mismatch (dMMR), chì portanu à un altu tassu di mutazione, in particulare in e regioni microsatelliti, risultendu in a produzzione di un gran numeru di novi antigeni è infine scatenendu una risposta immune clonale. A causa di l'altu pesu di mutazione causatu da dMMR, i tumori MSI-H ponu esse cunsiderati cum'è un tipu di tumore à altu pesu di mutazione (TMB). Basatu annantu à i risultati di i studii clinichi di KEYNOTE-164 è KEYNOTE-158, l'FDA hà appruvatu pembrolizumab per u trattamentu di i tumori MSI-H o dMMR. Questu hè unu di i primi farmaci pancancru appruvati da l'FDA guidatu da a biologia di u tumore piuttostu chè da l'istologia.

Malgradu un successu significativu, ci sò ancu prublemi da tene à mente quandu si usa u statutu MSI. Per esempiu, finu à u 50% di i pazienti cun cancru colorectal dMMR ùn anu micca risposta à u trattamentu ICI, ciò chì mette in risaltu l'impurtanza di altre caratteristiche per predisce a risposta. Altre caratteristiche intrinseche di i tumori chì ùn ponu esse valutate da e piattaforme di rilevazione attuali ponu esse fattori chì cuntribuiscenu. Per esempiu, ci sò stati rapporti chì i pazienti cun mutazioni in i geni chì codificanu impurtanti subunità catalitiche di a polimerasi delta (POLD) o di a polimerasi ε (POLE) in a regione di u DNA mancanu di fedeltà di replicazione è mostranu un fenotipu di "supermutazione" in i so tumori. Alcuni di sti tumori anu una instabilità microsatellite significativamente aumentata (appartenendu dunque à MSI-H), ma e proteine ​​di riparazione di i mismatch ùn mancanu micca (dunque micca dMMR).

Inoltre, simile à TMB, MSI-H hè ancu affettatu da i novi tipi d'antigeni generati da l'instabilità di i microsatelliti, u ricunniscenza di l'ospite di novi tipi d'antigeni è a reattività di u sistema immunitariu di l'ospite. Ancu in i tumori di tipu MSI-H, un gran numeru di mutazioni di un solu nucleotide sò state identificate cum'è mutazioni passeggere (mutazioni non driver). Dunque, ùn basta micca à fidà si solu di u numeru di microsatelliti identificati in u tumore; U tipu attuale di mutazione (identificatu attraversu profili di mutazione specifici) pò migliurà e prestazioni predittive di questu biomarcatore. Inoltre, solu una piccula parte di i pazienti cun cancru appartenenu à tumori MSI-H, ciò chì indica l'attuale necessità di biomarcatori più largamente applicabili. Dunque, l'identificazione di altri biomarcatori efficaci per predisce l'efficacia è guidà a gestione di i pazienti ferma un'area di ricerca impurtante.

Ricerca di biomarcatori basata nantu à l'urganizazione

Datu chì u mecanismu d'azione di l'ICI hè di riversà a soppressione di e cellule immunitarie piuttostu chè di indirizzà direttamente e vie intrinseche di e cellule tumorali, ulteriori ricerche devenu fucalizza si nantu à l'analisi sistematica di l'ambiente di crescita tumorale è di l'interazione trà e cellule tumorali è e cellule immunitarie, ciò chì pò aiutà à elucidà i fattori chì influenzanu a risposta ICI. Parechji gruppi di ricerca anu studiatu e caratteristiche tumorali o immunitarie di tipi specifici di tessuti, cum'è e caratteristiche di mutazione genica tumorale è immunitaria, i deficit di presentazione di l'antigeni tumorali, o i centri o aggregati immunitari multicellulari (cum'è e strutture linfoidi terziarie), chì ponu predisce e risposte à l'immunoterapia.

I circadori anu utilizatu NGS per sequenzià l'esoma è u trascrittoma di u tumore è di l'immunità di i tessuti di i pazienti prima è dopu u trattamentu ICI, è anu realizatu analisi d'imaghjini spaziali. Utilizendu parechji mudelli integrati, cumminati cù tecniche cum'è u sequenziamentu di cellule singole è l'imaghjini spaziali, o mudelli multi-omichi, a capacità predittiva di i risultati di u trattamentu ICI hè stata migliurata. Inoltre, un metudu cumpletu per valutà i segnali immunitari di u tumore è e caratteristiche intrinseche di u tumore hà ancu dimustratu una capacità predittiva più forte. Per esempiu, un metudu cumpletu di sequenziamentu in batch chì misura simultaneamente e caratteristiche di u tumore è di l'immunità hè superiore à una sola variabile analitica. Quessi risultati mettenu in risaltu a necessità di simulà l'efficacia di l'ICI in modu più cumpletu, cumprese l'incorporazione di i risultati di valutazione di a capacità immunitaria di l'ospite, di e caratteristiche intrinseche di u tumore è di i cumpunenti immunitari di u tumore in i singoli pazienti per predisce megliu quali pazienti risponderanu à l'immunoterapia.

Data a cumplessità di l'integrazione di fattori tumorali è di l'ospite in a ricerca di biomarcatori, è ancu u bisognu putenziale di integrazione longitudinale di e caratteristiche di u microambiente immunitariu, a ghjente hà cuminciatu à esplorà i biomarcatori aduprendu a modellistica per computer è l'apprendimentu automaticu. Attualmente, sò emersi alcuni risultati di ricerca rivoluzionarii in questu campu, chì indicanu l'avvene di l'oncologia persunalizata assistita da l'apprendimentu automaticu.

I sfidi affrontati da i biomarcatori basati nantu à i tessuti

Limitazioni di i metudi analitichi. Certi biomarcatori significativi funzionanu bè in certi tipi di tumore, ma micca necessariamente in altri tipi di tumore. Ancu s'è e caratteristiche genetiche specifiche di u tumore anu una capacità predittiva più forte chè TMB è altre, ùn ponu micca esse aduprate per a diagnosi di tutti i tumori. In un studiu destinatu à i pazienti NSCLC, e caratteristiche di mutazione genetica sò state trovate più predittive di l'efficacia ICI chè TMB altu (≥ 10), ma più di a metà di i pazienti ùn sò stati capaci di rilevà e caratteristiche di mutazione genetica.

Eterogeneità di u tumore. U metudu di i biomarcatori tissutali piglia solu campioni in un unicu situ di u tumore, ciò chì significa chì a valutazione di parti specifiche di u tumore ùn pò micca riflettà accuratamente l'espressione generale di tutti i tumori in u paziente. Per esempiu, studii anu trovu eterogeneità in l'espressione di PD-L1 trà è in i tumori, è prublemi simili esistenu cù altri marcatori tissutali.

A causa di a cumplessità di i sistemi biologichi, parechji biomarcatori tissutali utilizati prima puderanu esse stati simplificati eccessivamente. Inoltre, e cellule in u microambiente tumorale (TME) sò generalmente mobili, dunque l'interazioni visualizzate in l'analisi spaziale ùn ponu micca rapprisintà e vere interazioni trà e cellule tumorali è e cellule immunitarie. Ancu s'è i biomarcatori ponu idealmente rapprisintà tuttu l'ambiente tumorale in un puntu specificu in u tempu, questi bersagli ponu ancu esse indotti è cambià dinamicamente cù u tempu, ciò chì indica chì una sola istantanea in un puntu in u tempu ùn pò micca rapprisintà bè i cambiamenti dinamici.

Eterogeneità di i pazienti. Ancu s'è i cambiamenti genetichi cunnisciuti ligati à a resistenza à l'ICI sò rilevati, certi pazienti chì portanu biomarcatori di resistenza cunnisciuti ponu ancu prufittà, forse per via di l'eterogeneità moleculare è/o immune in u tumore è in diversi siti di u tumore. Per esempiu, a carenza di β 2-microglobulina (B2M) pò indicà una resistenza à i farmaci nova o acquistata, ma per via di l'eterogeneità di a carenza di B2M trà l'individui è in i tumori, è ancu di l'interazione di i meccanismi di sustituzione di u ricunniscenza immunitaria in questi pazienti, a carenza di B2M ùn pò micca predice fortemente a resistenza individuale à i farmaci. Dunque, malgradu a presenza di carenza di B2M, i pazienti ponu ancu prufittà di a terapia ICI.

Biomarcatori longitudinali basati nantu à l'urganizazione
L'espressione di i biomarcatori pò cambià cù u tempu è cù l'impattu di u trattamentu. E valutazioni statiche è singole di i tumori è di l'immunobiologia ponu trascurà sti cambiamenti, è i cambiamenti in u TME tumorale è in i livelli di risposta immune di l'ospite ponu ancu esse trascurati. Diversi studii anu dimustratu chì l'ottenimentu di campioni prima è durante u trattamentu pò identificà più precisamente i cambiamenti ligati à u trattamentu ICI. Questu mette in risaltu l'impurtanza di a valutazione dinamica di i biomarcatori.

Biomarcatori basati nantu à u sangue
U vantaghju di l'analisi di u sangue reside in a so capacità di valutà biologicamente tutte e lesioni tumorali individuali, riflettendu letture medie piuttostu chè letture di siti specifici, rendendula particularmente adatta per valutà i cambiamenti dinamici ligati à u trattamentu. Numerosi risultati di ricerca anu dimustratu chì l'usu di DNA tumorale circulante (ctDNA) o cellule tumorali circulanti (CTC) per valutà a malattia residuale minima (MRD) pò guidà e decisioni di trattamentu, ma questi testi anu informazioni limitate per predisce se i pazienti ponu prufittà di immunoterapie cum'è ICI. Dunque, i testi ctDNA devenu esse cumminati cù altri metudi per misurà l'attivazione immune o a capacità immune di l'ospite. À questu riguardu, sò stati fatti progressi in l'immunofenotipizzazione di e cellule mononucleari di u sangue perifericu (PBMC) è l'analisi proteomica di vescicole extracellulari è plasma. Per esempiu, i sottotipi di cellule immunitarie periferiche (cum'è e cellule T CD8+), l'alta espressione di molecule di checkpoint immunitarie (cum'è PD1 nantu à e cellule T CD8+ periferiche) è i livelli elevati di varie proteine ​​in u plasma (cum'è CXCL8, CXCL10, IL-6, IL-10, PRAP1 è VEGFA) ponu tutti serve cum'è supplementi efficaci à i biomarcatori dinamici di u ctDNA. U vantaghju di sti novi metudi hè chì ponu valutà i cambiamenti in u tumore (simili à i cambiamenti rilevati da u ctDNA) è ponu ancu rivelà cambiamenti in u sistema immunitariu di u paziente.

Radiomica
I fattori predittivi di i dati d'imagine ponu superà efficacemente i limiti di u campionamentu di biomarcatori tissutali è di a biopsia, è ponu osservà tuttu u tumore è pussibuli altri siti metastatici in ogni mumentu. Dunque, ponu diventà una parte impurtante di i biomarcatori dinamici non invasivi in ​​u futuru. A radiomica Delta pò calculà quantitativamente i cambiamenti in parechje caratteristiche di u tumore (cum'è a dimensione di u tumore) in diversi momenti, cum'è prima è dopu u trattamentu ICI, durante u trattamentu è u seguitu successivu. A radiomica Delta ùn pò micca solu prevede a risposta iniziale o micca à u trattamentu precoce, ma ancu identificà a resistenza acquistata à ICI in tempu reale è monitorà qualsiasi recidiva dopu a remissione cumpleta. U mudellu d'imaghjini sviluppatu attraversu a tecnulugia di apprendimentu automaticu hè ancu megliu cà u standard tradiziunale RECIST in a previsione di a risposta à u trattamentu è di i pussibuli eventi avversi. A ricerca attuale indica chì questi mudelli radiomichi anu una area sottu à a curva (AUC) finu à 0,8 à 0,92 in a previsione di a risposta à a terapia immune.

Un altru vantaghju di a radiomica hè a so capacità d'identificà accuratamente a pseudoprogressione. U mudellu radiomicu custruitu per mezu di l'apprendimentu automaticu pò distingue efficacemente trà a progressione vera è falsa rimisurà i dati CT o PET per ogni tumore, cumpresi fattori cum'è a forma, l'intensità è a struttura, cù una AUC di 0,79. Quessi mudelli radiomichi puderanu esse aduprati in u futuru per evità l'interruzione prematura di u trattamentu per via di un sbagliu di valutazione di a progressione di a malattia.

Microbiota intestinale
Si prevede chì i biomarcatori di a microbiota intestinale predicanu a risposta terapeutica à l'ICI. Numerosi studii anu dimustratu chì una microbiota intestinale specifica hè strettamente ligata à a risposta di vari tipi di cancru à u trattamentu ICI. Per esempiu, in i pazienti cun melanoma è cancru di u fegatu, l'abbundanza di batteri Ruminococcaceae hè assuciata à a risposta di l'immunoterapia PD-1. L'arricchimentu di Akkermansia muciniphila hè cumunu in i pazienti cun cancru di u fegatu, cancru di u pulmone o carcinoma di cellule renali, chì rispondenu bè à u trattamentu ICI.

Inoltre, u novu mudellu di apprendimentu automaticu pò esse indipendente da i tipi di tumore è associà generi specifici di batteri intestinali cù a risposta terapeutica di l'immunoterapia. Altri studii anu ancu rivelatu u rolu specificu chì i gruppi batteri individuali ghjocanu in a regulazione di u sistema immunitariu di l'ospite, esplorendu ulteriormente cumu prevene o prumove a fuga immune di e cellule cancerose.

Terapia neoadiuvante
A valutazione dinamica di a biologia di u tumore pò guidà e strategie di trattamentu clinicu successive. U studiu di terapia neoadjuvante pò valutà l'effettu terapeuticu per via di a remissione patologica in i campioni chirurgichi. In u trattamentu di u melanoma, a risposta patologica primaria (MPR) hè assuciata à u tassu di sopravvivenza senza recidiva. In u studiu PRADO, i circadori determinanu e prossime misure d'interventu clinicu, cum'è a chirurgia è/o a terapia adiuvante, basate nantu à i dati di remissione patologica specifichi di u paziente.

Trà i vari tipi di cancru, parechje nuove opzioni di terapia adjuvante mancanu ancu di paragone direttu. Dunque, a scelta trà l'immunoterapia in monoterapia o a terapia di cumminazione hè spessu decisa inseme da u medicu curante è u paziente. Attualmente, i circadori anu sviluppatu una caratteristica di l'interferone gamma (IFN gamma) chì cuntene 10 geni cum'è biomarcatore per predisce a remissione patologica in u melanoma dopu a terapia neoadjuvante. Anu integratu ulteriormente queste caratteristiche in un algoritmu per selezziunà i pazienti cù risposte forti o debuli à a terapia neoadjuvante. In un studiu di seguitu chjamatu DONIMI, i circadori anu utilizatu questu puntuatu, cumminatu cù analisi più cumplesse, micca solu per predisce a risposta à u trattamentu, ma ancu per determinà quali pazienti cù melanoma di stadiu III necessitanu l'aggiunta di inibitori di l'istone deacetilasi (HDACi) per migliurà a risposta à u trattamentu ICI neoadjuvante.

Modellu di tumore derivatu da i pazienti
I mudelli di tumore in vitro anu u putenziale di prevede risposte specifiche di i pazienti. À u cuntrariu di a piattaforma in vitro aduprata per l'analisi di u spettru di risposta à i medicinali di e malignità ematologiche, i tumori solidi affrontanu sfide più grande per via di a so microstruttura tumorale unica è di l'interazioni immunitarie di u tumore. A cultura simplice di e cellule tumorali ùn pò micca replicà facilmente queste caratteristiche cumplesse. In questu casu, l'organi simili à u tumore o i chip d'organi chì provenenu da i pazienti ponu cumpensà queste limitazioni strutturali, postu chì ponu priservà a struttura originale di e cellule tumorali è simulà l'interazioni cù e cellule immunitarie linfoidi è mieloidi per valutà e risposte ICI in modu specificu per u paziente, riproducendu cusì più precisamente e caratteristiche biologiche in un ambiente tridimensionale più realisticu.

Parechji studii innovativi in ​​Cina è in i Stati Uniti anu aduttatu stu novu mudellu di tumore in vitro tridimensionale d'alta fedeltà. I ​​risultati mostranu chì sti mudelli ponu prevede efficacemente a risposta di u cancheru di u pulmone, di u cancheru di u colon, di u cancheru di u senu, di u melanoma è di altri tumori à l'ICI. Questu pone e basi per una ulteriore verificazione è standardizazione di e prestazioni predittive di sti mudelli.