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# Scienze della salute# Oncologia

Nuove intuizioni sul cancro rettale localmente avanzato

La ricerca svela potenziali biomarcatori per la risposta al trattamento nei pazienti con cancro rettale.

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Informazioni sulInformazioni sultrattamento del cancrorettalecancro rettale.per le risposte al trattamento nelUno studio rivela marcatori biologici
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Il cancro colorettale (CRC) è un problema serio di salute e si posiziona come il terzo tipo di cancro più comune al mondo. Solo nel 2020, quasi due milioni di persone sono state diagnosticate con CRC. Ha anche un'alta mortalità, rendendolo il secondo cancro più letale dopo il cancro ai polmoni. La situazione è simile in Serbia, dove il CRC è il secondo tipo di cancro più comune, con circa 5.000 nuovi casi e 3.000 decessi all'anno. La maggior parte dei casi viene trovata in stadi avanzati, dove le opzioni di trattamento sono limitate e le probabilità di sopravvivenza sono basse. I ricercatori stanno studiando diversi fattori che possono aiutare nella diagnosi e nel trattamento del CRC e del cancro anale, con la speranza di migliorare le strategie terapeutiche. Tuttavia, c'è ancora bisogno di una migliore rilevazione precoce, programmi di screening e opzioni terapeutiche in tutto il mondo.

Il retto è la parte finale del sistema digestivo, situato tra il colon sigmoideo e il canale anale. Il cancro rettale (RC) rappresenta circa il 35% di tutti i casi di CRC diagnosticati. Questo tipo di cancro ha i suoi unici fattori di rischio ambientali e genetici diversi dal cancro del colon. Rapporti recenti mostrano che aumenta il numero di giovani adulti tra i 18 e i 50 anni diagnosticati con cancro rettale.

Cancro Rettale Localmente Avanzato (LARC)

Il cancro rettale localmente avanzato (LARC) è il tipo più comune di cancro rettale. Includo il cancro di Stadio II e Stadio III secondo le classificazioni internazionali. Il trattamento standard per il LARC prevede una chemioradioterapia neoadiuvante (nCRT) seguita da chirurgia per rimuovere il tessuto tumorale. Questo trattamento è stato accettato come la migliore opzione dopo che due grandi studi hanno dimostrato che era più efficace rispetto ai metodi precedenti.

In questi studi, la nCRT ha ridotto significativamente le possibilità di recidiva locale del cancro, e le percentuali di sopravvivenza a lungo termine sono migliorate fino a circa il 60%. Anche se la nCRT ha i suoi benefici, solo il 20%-30% dei pazienti mostra una risposta completa al trattamento. Alcuni pazienti potrebbero non rispondere bene e il cancro distante potrebbe progredire durante il trattamento. Questo evidenzia l'urgenza di identificare le ragioni delle risposte variabili alla nCRT e trovare Biomarcatori utili.

La strategia watch-and-wait è stata introdotta per gestire i pazienti con LARC che hanno mostrato una risposta clinica completa alla nCRT. Questo approccio permette intervalli più lunghi tra trattamento e chirurgia, il che può aiutare a ridurre i rischi associati all'intervento. Tuttavia, finora non sono stati stabiliti biomarcatori specifici per questo approccio.

Per ottenere maggiori informazioni, i ricercatori hanno voluto eseguire un'analisi dettagliata dei campioni di biopsia dei pazienti con LARC per identificare nuove caratteristiche molecolari che potrebbero aiutare a spiegare le diverse risposte alla nCRT. I pazienti che mostrano una risposta favorevole potrebbero essere considerati per metodi chirurgici meno invasivi o gestiti attraverso l'approccio watch-and-wait, il che ridurrebbe anche i costi sanitari.

Disegno dello Studio e Informazioni sui Pazienti

Lo studio ha coinvolto 97 pazienti con LARC trattati in un istituto oncologico in Serbia tra il 2018 e il 2019. Per qualificarsi per lo studio, i pazienti dovevano avere un adenocarcinoma rettale confermato attraverso rapporti patologici, con il tumore situato entro 12 cm dall'apertura anale. Le valutazioni prima del trattamento includevano scansioni per identificare l'estensione del cancro. Tutti i pazienti hanno subito una terapia combinata di chemioterapia e radioterapia prima della chirurgia.

Dopo aver completato il trattamento, i pazienti sono stati valutati per la risposta del tumore utilizzando immagini ed esami medici. I campioni di tessuto presi durante la diagnosi sono stati utilizzati per un'analisi dettagliata delle proteine, concentrandosi sulla comprensione delle differenze tra coloro che hanno risposto bene al trattamento e coloro che non lo hanno fatto.

Estrazione e Analisi delle proteine

Per analizzare le proteine presenti nei campioni di biopsia, sono stati preparati e trattati sezioni di tessuto. Sono state pulite e trattate per estrarre correttamente le proteine. I ricercatori hanno utilizzato tecniche di spettrometria di massa per identificare e quantificare le proteine presenti nei campioni. Questo metodo ha permesso di ottenere un numero significativo di profili proteici da ciascun campione.

Utilizzando un approccio specializzato noto come spettrometria di massa a acquisizione indipendente dai dati (DIA-MS), i ricercatori sono riusciti a identificare e quantificare oltre 3.000 proteine in ciascun campione. Questo metodo ha mostrato un miglioramento significativo nell'identificazione delle proteine rispetto alle tecniche precedenti.

Risultati dello Studio

L'analisi ha rivelato che c'erano differenze notevoli nei profili proteici tra i pazienti che hanno risposto bene alla nCRT e quelli che non lo hanno fatto. Un approccio statistico specifico ha classificato un totale di 915 proteine come espresse in modo differenziale in base alla loro risposta al trattamento, con molte proteine sovraespresse nel gruppo dei non rispondenti.

Questi risultati suggeriscono che sono alterati diversi percorsi di segnalazione nei rispondenti rispetto ai non rispondenti. Ad esempio, il gruppo dei rispondenti ha mostrato una migliore attività in percorsi legati alla divisione cellulare, alla manutenzione del DNA e ad altri processi essenziali per la gestione del cancro. Al contrario, i non rispondenti hanno mostrato attività in percorsi collegati al trasporto vascolare e al metabolismo lipidico.

Analisi dei Percorsi

Quando i ricercatori hanno approfondito i percorsi biologici coinvolti, hanno scoperto che molti percorsi impattavano le risposte dei pazienti al trattamento. Per i rispondenti, erano evidenti percorsi associati alla regolazione del ciclo cellulare e al processamento del DNA. D'altra parte, i non rispondenti mostrano alterazioni in percorsi legati al trasporto e al metabolismo.

I dati hanno anche indicato una significativa relazione tra risposte immunitarie e risultati del trattamento. Alcuni percorsi connessi all'attività delle cellule immunitarie sono stati trovati più attivi nei pazienti che hanno risposto bene alla nCRT.

Esplorazione di Potenziali Biomarcatori

Data la scoperta, i ricercatori hanno cercato di identificare potenziali biomarcatori che potrebbero prevedere quali pazienti avrebbero risposto favorevolmente alla nCRT. Usando dati esistenti sulla malattia, hanno selezionato un insieme di geni le cui espressioni proteiche erano significativamente diverse nei rispondenti rispetto ai non rispondenti.

Il successo nell'identificare questi biomarcatori potrebbe portare a piani di trattamento migliorati, personalizzati per i singoli pazienti, aumentando le loro possibilità di recupero e riducendo i trattamenti non necessari.

Conclusione e Direzioni Future

Lo studio evidenzia l'importanza di comprendere le differenze biologiche tra i pazienti con LARC. Identificando profili proteici specifici e percorsi correlati, i ricercatori possono migliorare le strategie di trattamento e sviluppare biomarcatori predittivi per una migliore gestione dei pazienti.

La ricerca futura mira a convalidare questi risultati in gruppi di pazienti più ampi, assicurando che i trattamenti possano essere più personalizzati ed efficaci. Indagare sulle caratteristiche molecolari legate alle risposte giocherà un ruolo cruciale nel migliorare la cura dei pazienti e abbassare potenzialmente i costi di trattamento associati alla gestione del cancro rettale.

La ricerca sulle proteine e sui percorsi identificati continuerà, con la speranza di tradurre i risultati di laboratorio nella pratica clinica, portando a risultati migliori per i pazienti che combattono contro il cancro rettale.

Fonte originale

Titolo: Data independent acquisition mass spectrometry (DIA-MS) analysis of FFPE rectal cancer samples offers in depth proteomics characterization of response to neoadjuvant chemoradiotherapy

Estratto: BackgroundUnderstanding the molecular features associated with response to neoadjuvant chemoradiotherapy is an unmet clinical need in locally advanced rectal cancer (LARC). The aim of the study was to apply a high-sensitivity proteomic approach for in-depth characterization of the LARC proteome in search of patients who might have a good response to preoperative treatment and potentially be followed by a watch-and-wait strategy, rather than having immediate surgery, maximizing the therapeutic effect and quality of life. MethodsA total of 97 LARC patients treated at the Institute for Oncology and Radiology of Serbia in the period of 2018-2019 were included in the study. Patients were treated with long-course chemoradiotherapy (CRT): Radiotherapy (RT) was delivered with a total dose of 50.4 Gy in 28 fractions; concomitant chemotherapy (5-FU, 350 mg/m2 daily) and Leucovorin (25 mg/m2 daily) was administered during the first and the fifth week of RT. Patients were evaluated in week 6-8 after treatment completion with pelvic MRI scan and rigid proctoscopy. Pathohistological response after surgery was assessed according to tumor regression grading (TRG) categories by Mandard. Twenty biopsy samples taken at diagnosis were used for proteomic analysis, 9 responders (R, TRG 1-2), and 11 non-responders (NR, TRG 3-5), to achieve the maximum range of different molecular features potentially associated with response. Formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) biopsies were processed, and isolated proteins were digested with trypsin. The resulting peptides were analyzed by liquid chromatography coupled to a Q Exactive HF-X mass spectrometer operated in data independent mode (DIA-MS). Data analysis was performed with DIA-NN and Perseus. Data are available via ProteomeXchange with the identifier PXD040451. ResultsThe use of DIA-MS allowed the identification and quantification of more than 3,000 proteins per sample in general, a significant increase when compared to the 1,000 proteins previously identified by Data Dependent Acquisition-MS (DDA-MS) in LARC FFPE samples. In total, 4,849 proteins were identified in 20 rectal cancer FFPE samples. Principal Component Analysis (PCA) indicated that responders had a significantly different proteomic profile than non-responders. Statistical analysis of the two groups resulted in the identification of 915 differentially expressed proteins (DEPs) (215 in responders and 700 in non-responders, p

Autori: Milena Cavic, A. Stanojevic, M. Samiotaki, V. Lygirou, M. Marinkovic, V. Nikolic, S. Stojanovic-Rundic, R. Jankovic, A. Vlahou, G. Panayotou, R. J. A. Fijneman, S. Castellvi-Bel, J. Zoidakis

Ultimo aggiornamento: 2023-05-16 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.05.12.23289671

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.05.12.23289671.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia medrxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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