Sarcomi Sotto la Lente: Viaggio Esclusivo nel DNA di Oltre 1300 Tumori Rari!

Amici appassionati di scienza e scoperte, preparatevi per un viaggio affascinante nel cuore di una delle sfide più complesse della medicina moderna: i sarcomi. Immaginatevi un universo di malattie, così diverse tra loro da sembrare quasi entità separate, eppure tutte accomunate da un’origine insidiosa nei tessuti mesenchimali. Parliamo di oltre 100 sottotipi distinti! Questa enorme varietà, unita alla loro rarità (costituiscono circa l’1% di tutti i tumori), ha reso la ricerca e la gestione clinica un vero rompicapo. Per anni, li abbiamo un po’ “ammucchiati” in categorie generiche come “sarcomi dei tessuti molli”, nonostante le profonde differenze biologiche e comportamentali. E, diciamocelo francamente, per molti pazienti con sarcoma in stadio avanzato, le opzioni terapeutiche sono ancora limitate e spesso non risolutive, con la chemioterapia a base di antracicline che resta lo standard di prima linea per la maggior parte delle varianti.

Ma la scienza, per fortuna, non si ferma mai! Negli ultimi anni, c’è stata una spinta incredibile verso una maggiore precisione nella diagnosi, nel trattamento e nella gestione clinica dei sarcomi, grazie soprattutto al profiling molecolare. Abbiamo visto come questo approccio possa affinare le diagnosi e, in alcuni casi, scovare bersagli per terapie mirate. Pensate che per alcuni dei sottotipi più rari, sono state create nuove categorie diagnostiche basate proprio su caratteristiche genomiche distintive! Nonostante l’uso diffuso del sequenziamento di nuova generazione (NGS) sia in laboratorio che in clinica, la nostra comprensione molecolare di molti sottotipi di sarcoma era, fino a poco tempo fa, ancora piuttosto limitata. I primi grandi sforzi, come il progetto The Cancer Genome Atlas (TCGA), si erano concentrati solo su alcuni dei sarcomi più comuni e principalmente su campioni di tumori primari.

Ecco che entriamo in gioco noi, o meglio, un imponente sforzo collaborativo che ha portato a uno studio rivoluzionario su oltre 1300 campioni di sarcoma. L’obiettivo? Dipingere un quadro genomico, trascrittomico e immunogenomico il più completo possibile, analizzando sia tumori primari che metastatici. E credetemi, i risultati sono stati a dir poco illuminanti!

Dentro il Genoma: Mutazioni e Altre Sorprese

Abbiamo analizzato campioni tumorali di 1232 pazienti, rappresentanti ben 42 diversi sottotipi di sarcoma. Per la maggior parte di questi, abbiamo effettuato il sequenziamento dell’intero esoma (WES) e il sequenziamento dell’RNA (RNA-seq). Una delle prime cose che abbiamo notato è stata una maggiore carica mutazionale nei campioni metastatici rispetto a quelli primari. Questo non è banale, perché suggerisce che il tumore, evolvendo e diffondendosi, accumula ulteriori “errori” nel suo codice genetico. Il gene più frequentemente mutato? Il “solito sospetto”, TP53, presente nel 18.2% dell’intera coorte. Ma abbiamo anche confermato pattern mutazionali specifici per determinate istologie, come le mutazioni ricorrenti di KIT e PDGFRA nei tumori stromali gastrointestinali (GIST).

Interessante notare che l’aumento delle mutazioni nei tumori metastatici era dovuto principalmente a una maggiore frequenza di alterazioni in geni oncosoppressori come TP53 e ATRX, piuttosto che a un accumulo di ulteriori mutazioni in geni driver come le chinasi. Il carico mutazionale tumorale (TMB), ovvero il numero di mutazioni per megabase di DNA, variava ampiamente, ma in generale la maggior parte dei campioni (98.3%) mostrava un TMB basso o intermedio, simile a quanto osservato nel coorte TCGA SARC. Solo una piccolissima percentuale di campioni (0.5%) ha mostrato instabilità dei microsatelliti (MSI), una caratteristica che a volte si associa a una migliore risposta all’immunoterapia.

Ma non ci sono solo le mutazioni puntiformi! Le alterazioni del numero di copie (CNV), ovvero guadagni o perdite di interi pezzi di cromosoma, sono considerate eventi trainanti in molti sottotipi di sarcoma. Pensate all’amplificazione di MDM2/CDK4 nei liposarcomi ben differenziati/dedifferenziati. Nel nostro studio, abbiamo osservato che i guadagni di copie a livello di cromosoma/segmento erano più frequenti delle perdite. Un fenomeno particolarmente degno di nota è il raddoppiamento dell’intero genoma (WGD), risultato essere più comune nei tumori metastatici rispetto ai primari, e questa differenza era particolarmente marcata nei GIST. Questo suggerisce che il WGD potrebbe essere un’importante fonte di mutazione secondaria che porta alla progressione tumorale in questa specifica malattia, nonostante sia primariamente guidata da mutazioni attivanti delle chinasi.

Abbiamo anche identificato alterazioni specifiche per istologia a livello di braccio cromosomico, come il guadagno ricorrente di 12q nei WD/DDLPS e la perdita ricorrente di 14q nei GIST.

Il Paesaggio Trascrittomico: Cosa Ci Dice l’RNA

Passando all’analisi del trascrittoma, cioè l’insieme di tutte le molecole di RNA, abbiamo cercato di capire i pattern globali di espressione genica. Come ci aspettavamo, i tumori appartenenti alla stessa istologia tendevano a raggrupparsi, confermando la validità della classificazione istologica. Alcuni sottotipi, come i leiomiosarcomi, i GIST, i liposarcomi mixoidi e i liposarcomi dedifferenziati/ben differenziati (WD/DDLPS), formavano cluster espressione ben distinti. Anche i sarcomi guidati da fusioni geniche, come il sarcoma di Ewing e il sarcoma sinoviale, mostravano profili trascrittomici unici.

Analizzando più a fondo, abbiamo visto che ogni sottotipo esprimeva un insieme unico di geni. Ad esempio, i leiomiosarcomi mostravano un’alta espressione di geni legati alla differenziazione muscolare liscia (come MYOCD, TAGLN), mentre i WD/DDLPS esprimevano marcatori dell’adipogenesi (come HMGA2, CIDEC). Anche i driver oncogenici specifici del sottotipo, come KIT nei GIST e MDM2 nei WD/DDLPS, erano tra i geni differenzialmente espressi. L’analisi di arricchimento dei set genici (GSEA) ha ulteriormente confermato queste differenze. Nei GIST, ad esempio, le vie metaboliche più attivate erano quelle della segnalazione IL2/STAT5 e della fosforilazione ossidativa. Sorprendentemente, oltre alle vie dell’adipogenesi e del metabolismo degli acidi grassi, i DDLPS erano altamente arricchiti per molteplici vie infiammatorie, inclusa la segnalazione JAK/STAT3 e TNFα via NFκB. Il leiomiosarcoma, come previsto, era arricchito per la miogenesi ma anche per diverse vie legate al ciclo cellulare e alla segnalazione di mTORC1 – un bersaglio già noto per lo sviluppo terapeutico!

L’Esercito Silenzioso: Il Microambiente Immunitario

Una delle parti più intriganti del nostro studio è stata la caratterizzazione del microambiente immunitario. Utilizzando i dati di espressione genica, abbiamo stimato l’infiltrazione di cellule immunitarie e, tramite analisi di clustering, abbiamo identificato cinque distinti gruppi immunitari. Questi gruppi mostravano un gradiente di infiltrazione immunitaria, da “freddi” (basso arricchimento di cellule immunitarie, Gruppi A e B) a “caldi” (alto arricchimento, Gruppi D ed E). La scoperta più sbalorditiva? Il gruppo “intermedio” C era quasi esclusivamente composto da GIST! E non solo: questo gruppo C mostrava un arricchimento specifico di cellule Natural Killer (NK), un dato, a nostra conoscenza, mai riportato o studiato così in dettaglio prima in relazione ad altri sottotipi di sarcoma, sebbene la presenza di cellule NK nei GIST fosse già stata notata.

La distribuzione dei tumori tra i sottogruppi immunitari variava a seconda dell’istologia. Angiosarcomi e sarcomi pleomorfi indifferenziati (UPS), noti per rispondere meglio all’immunoterapia con inibitori dei checkpoint, si raggruppavano prevalentemente nei gruppi “caldi” D ed E. È importante sottolineare che i pazienti con tumori nei gruppi immunitari “caldi” (D ed E) avevano una sopravvivenza globale superiore rispetto a quelli con tumori nei gruppi “freddi” (A e B). Anche il gruppo C (principalmente GIST) mostrava una sopravvivenza elevata, il che è atteso data l’efficacia delle terapie con inibitori delle tirosin-chinasi per questa patologia.

Analizzando le differenze di espressione genica tra i gruppi immunitari, abbiamo visto che i tumori “caldi” sovraesprimevano geni rilevanti per la risposta immunitaria (come PTPRC, IL2RG, geni HLA), mentre i tumori “freddi” mostravano una sovraespressione di geni coinvolti principalmente nella proliferazione tumorale. Anche all’interno dei soli GIST, quelli che si raggruppavano nei cluster “freddi” A e B mostravano un’espressione arricchita di geni legati alla proliferazione cellulare, mentre quelli nei gruppi “caldi” D ed E sovraesprimevano geni coinvolti nella regolazione immunitaria e/o infiammazione. I GIST del gruppo C, invece, mostravano una sovraespressione di geni associati alle cellule NK, come KLRB1 e NKG7.

Cosa Significa Tutto Questo e Dove Andiamo Ora?

Questo studio rappresenta uno dei più grandi sforzi di profilazione molecolare nei sarcomi fino ad oggi e fornisce una risorsa incredibilmente ricca, espandendo il lavoro fondamentale di progetti precedenti. Un tema ricorrente è stata l’osservazione di differenze molecolari significative tra campioni prelevati da tumori primari e metastatici. L’aumento del carico mutazionale e la maggiore frequenza di WGD nei tumori metastatici suggeriscono meccanismi di progressione tumorale che meritano ulteriori indagini. La scoperta dell’arricchimento di mTORC1 nel leiomiosarcoma, ad esempio, rafforza l’idea che questa via sia un bersaglio promettente.

L’identificazione dei sottogruppi immunitari con impatto prognostico è particolarmente entusiasmante. La specifica associazione tra GIST e infiltrazione di cellule NK apre nuove strade di ricerca: queste cellule potrebbero giocare un ruolo chiave nella biologia del GIST e nella sua risposta alle terapie. Certo, il nostro studio ha delle limitazioni: per molti sottotipi rari, il numero di campioni era piccolo, e non avevamo dati clinici estesi sugli esiti terapeutici per tutti i pazienti. Tuttavia, crediamo fermamente che questo lavoro colmi un’importante lacuna nella profilazione molecolare dei sarcomi.

In conclusione, abbiamo tracciato un panorama dettagliato delle alterazioni mutazionali, delle variazioni del numero di copie e dei pattern di espressione genica, oltre a definire sottogruppi immunitari con rilevanza prognostica in oltre 1300 sarcomi. È come avere una mappa molto più dettagliata di un territorio prima poco esplorato. Questa mappa non solo ci aiuta a comprendere meglio la biologia divergente di questi tumori, ma fornisce anche una tabella di marcia per futuri sforzi traslazionali e, speriamo, per lo sviluppo di nuove e più efficaci strategie terapeutiche. La strada è ancora lunga, ma ogni passo avanti nella comprensione ci avvicina a risposte migliori per i pazienti.

Fonte: Springer