Utilizzo degli esami ematici per predire la risposta terapeutica e la resistenza nel carcinoma mammario

Indice

• Introduzione: la sfida della resistenza terapeutica
• Oncologia di precisione e trattamento del carcinoma mammario
• Meccanismo d'azione degli inibitori di CDK4/6 e sviluppo della resistenza
• Biopsia liquida: un'alternativa minimamente invasiva alle biopsie tissutali
• Biomarcatori genetici ematici per predire la risposta terapeutica
• Prospettive future: biomarcatori epigenetici nelle biopsie liquide
• Conclusioni e implicazioni cliniche
• Informazioni sulla fonte

Introduzione: la sfida della resistenza terapeutica

Il carcinoma mammario rimane la neoplasia più frequentemente diagnosticata nelle donne a livello mondiale, con circa il 70% dei casi positivi per il recettore degli estrogeni (ER+) e negativi per il recettore 2 del fattore di crescita epidermico umano (HER2-). Sebbene i programmi di screening abbiano favorito l'individuazione di molti casi in stadi precoci e più trattabili, le pazienti affrontano un rischio permanente di recidiva metastatica. Una volta che il carcinoma mammario si diffonde ad organi distanti, tipicamente diventa incurabile nonostante i trattamenti disponibili.

Nell'ultimo decennio, gli inibitori di CDK4/6 (chinasi ciclina-dipendenti 4/6) combinati con la terapia endocrina hanno rivoluzionato il trattamento del carcinoma mammario metastatico ER+/HER2-. Tre farmaci di questa classe - abemaciclib, palbociclib e ribociclib - hanno dimostrato significativi benefici clinici in importanti studi, migliorando i tassi di risposta, la sopravvivenza libera da progressione, la qualità di vita e la sopravvivenza globale nelle pazienti con malattia avanzata.

Tuttavia, la resistenza terapeutica rimane una sfida maggiore. Circa una minoranza di pazienti manifesta resistenza intrinseca, mostrando progressione di malattia entro sei mesi dall'inizio del trattamento. Anche le pazienti che inizialmente rispondono bene sviluppano inevitabilmente resistenza acquisita nel tempo, con una sopravvivenza libera da progressione mediana compresa tra 23,8 e 28,2 mesi nel trattamento metastatico di prima linea.

Questo urgente problema clinico sottolinea la necessità impellente di biomarcatori che possano predire quali pazienti beneficeranno degli inibitori di CDK4/6 e individuare precocemente la resistenza. Sebbene i ricercatori abbiano ampiamente investigato biomarcatori tissutali, l'unico predittore clinicamente disponibile rimane il sottotipo basale di carcinoma mammario (ER+/HER2-). L'eterogeneità tumorale e le difficoltà nel distinguere la resistenza endocrina dalla resistenza agli inibitori di CDK4/6 hanno complicato la scoperta di biomarcatori.

Oncologia di precisione e trattamento del carcinoma mammario

L'oncologia di precisione utilizza le informazioni molecolari del tumore del paziente per ottimizzare e personalizzare gli approcci terapeutici. Questa strategia aiuta i clinici a selezionare i trattamenti più efficaci minimizzando gli effetti collaterali sulle cellule sane. I biomarcatori molecolari si dividono in due categorie principali: biomarcatori prognostici che predicono il decorso della malattia indipendentemente dal trattamento, e biomarcatori predittivi che indicano come un paziente risponderà a terapie specifiche.

Gli attuali trattamenti del carcinoma mammario forniscono eccellenti esempi di oncologia di precisione guidata da biomarcatori:

• OncotypeDx: test commerciale di 21 geni per carcinoma mammario in stadio precoce ER+ che calcola un punteggio di recidiva indicante la probabilità di ricaduta senza chemioterapia
• MammaPrint: saggio di microarray che utilizza 70 geni per classificare le pazienti secondo il rischio di recidiva
• Stato HER2: determina se le pazienti beneficeranno di farmaci anti-HER2 come il trastuzumab
• Stato dei recettori ormonali: identifica i tumori con probabile risposta alla terapia endocrina

La resistenza alla terapia endocrina può svilupparsi attraverso vari meccanismi, incluse alterazioni genetiche di ESR1, aumentata attività delle chinasi ciclina-dipendenti (CDK), attivazione di pathway di segnalazione come PI3K e RAS, o diminuzione dei livelli di proteine che inibiscono le CDK come p16, p21 e p27. Molti di questi pathway di resistenza convergono sull'asse ciclina D-CDK4/6, spiegando perché la combinazione di terapia endocrina con inibitori di CDK4/6 si è dimostrata così efficace per il carcinoma mammario metastatico ER+/HER2-.

Meccanismo d'azione degli inibitori di CDK4/6 e sviluppo della resistenza

Il pathway ciclina D-CDK4/6-proteina del retinoblastoma (Rb) regola la progressione del ciclo cellulare dalla fase G1 alla fase S. Nella normale funzione cellulare, Rb rimane non fosforilata e legata ai fattori di trascrizione E2F, mantenendoli inattivi. Quando si verificano appropriati segnali di crescita, le cellule entrano nella fase G1, portando all'espressione della ciclina D. La ciclina D si lega quindi a CDK4/6, formando un complesso attivo che fosforila Rb.

Questa fosforilazione causa il cambiamento conformazionale di Rb e il rilascio dei fattori di trascrizione E2F, che guidano l'ingresso nella fase S e l'ulteriore progressione del ciclo cellulare. Il complesso ciclina D-CDK4/6 attiva anche il fattore di trascrizione FOXM1, promuovendo l'avanzamento attraverso le fasi successive del ciclo cellulare (G2/M). Il carcinoma mammario ER+ dipende fortemente da questo pathway intatto poiché gli estrogeni guidano l'espressione della ciclina D1, inducendo infine la proliferazione cellulare attraverso la segnalazione di CDK4/6.

Gli inibitori di CDK4/6 agiscono legando il dominio ATP di CDK4/6, arrestando la progressione dalla fase G1 alla fase S e prevenendo la divisione delle cellule tumorali. Tuttavia, i meccanismi di resistenza rimangono incompletamente compresi, e la rilevanza clinica di molti meccanismi identificati in studi di laboratorio rimane non confermata.

I meccanismi di resistenza noti includono:

• Amplificazione dei membri del pathway ciclina D-CDK4/6
• Downregolazione delle proteine repressorie di CDK4/6 come p21 e p27
• Alterazioni in RB1, FAT1, o pathway di segnalazione come PI3K/AKT/mTOR e KRAS che bypassano il checkpoint G1/S

Queste alterazioni permettono alle cellule tumorali di continuare a dividersi nonostante il trattamento con inibitori di CDK4/6, portando infine al fallimento terapeutico.

Biopsia liquida: un'alternativa minimamente invasiva alle biopsie tissutali

Gli approcci di biopsia liquida sono emersi come alternative promettenti alle tradizionali biopsie tissutali per ottenere informazioni molecolari sui tumori. Mentre le biopsie tissutali richiedono procedure invasive non sempre fattibili in base alla localizzazione tumorale e allo stato di salute del paziente, le biopsie liquide possono superare queste limitazioni rilevando materiale tumorale in fluidi corporei facilmente accessibili.

Per la maggior parte delle applicazioni, il plasma sanguigno periferico serve come fluido preferito per la biopsia liquida. Sebbene ciò abbia precedentemente presentato sfide per il rilevamento di tumori cerebrali a causa della barriera emato-encefalica, le tecnologie più recenti hanno migliorato la sensibilità di rilevamento. Altri fluidi possono essere più informativi per tumori specifici, inclusa la saliva per il carcinoma orale, l'urina per il carcinoma vescicale e il liquido cefalorachidiano per i tumori cerebrali.

Le biopsie liquide possono analizzare vari componenti tumorali, inclusi:

• Cellule tumorali circolanti (CTC) - cellule tumorali intatte nel sangue
• DNA libero circolante (cfDNA) - frammenti di DNA circolanti nel sangue
• Vescicole extracellulari - piccole particelle rilasciate dalle cellule
• RNA libero circolante - molecole di RNA in circolazione

Questa rassegna si concentra sul DNA tumorale circolante (ctDNA), che contiene informazioni genetiche ed epigenetiche di origine tumorale rilasciate nel torrente ematico quando le cellule tumorali muoiono. Il ctDNA tipicamente rappresenta una piccola frazione (a volte <0,01%) della pool totale di DNA libero, con la maggior parte del DNA rimanente proveniente da cellule ematiche e altri tessuti.

I livelli di ctDNA variano in base alle dimensioni tumorali, allo stadio, alla localizzazione, allo stato terapeutico e alla facilità con cui le cellule tumorali rilasciano DNA in circolazione. Una volta nel torrente ematico, il ctDNA viene eliminato rapidamente con un'emivita tra 16 minuti e 2 ore attraverso vari meccanismi inclusa degradazione enzimatica, consumo da parte di cellule immunitarie e filtrazione renale. Questo rapido turnover permette al ctDNA di fornire un'istantanea "in tempo reale" dello stato di malattia del paziente.

L'analisi del ctDNA attraverso biopsia liquida potrebbe rivelarsi preziosa in multiple fasi del trattamento con inibitori di CDK4/6:

1. Prognosi - predire gli esiti della malattia
2. Personalizzazione terapeutica - determinare quali pazienti dovrebbero ricevere inibitori di CDK4/6 o farmaci aggiuntivi
3. Monitoraggio terapeutico - tracciare la risposta alla terapia
4. Rilevamento della resistenza - identificare precocemente l'emergente resistenza terapeutica

I clinici possono analizzare il ctDNA utilizzando la reazione a catena della polimerasi (PCR), che esamina singoli geni, o il sequenziamento di nuova generazione (NGS), che profila simultaneamente decine o centinaia di geni. Per il carcinoma mammario avanzato ER+/HER2-, il kit therascreen PIK3CA RGQ PCR rileva già le mutazioni PIK3CA per guidare il trattamento con inibitori di PI3Kα come l'alpelisib. I saggi di biopsia liquida basati su NGS tipicamente includono PIK3CA insieme ad altri geni rilevanti per la resistenza alla terapia endocrina, come ESR1 e PTEN.

Biomarcatori genetici ematici per predire la risposta terapeutica

Attualmente, non esistono biomarcatori di biopsia liquida clinicamente validati che possano distinguere quali pazienti beneficeranno maggiormente della terapia con inibitori di CDK4/6. La ricerca si è principalmente concentrata sulle alterazioni genetiche nei geni di regolazione del ciclo cellulare rilevate attraverso l'analisi del ctDNA e la loro relazione con gli esiti terapeutici.

Alterazioni di RB1: Poiché Rb rappresenta il bersaglio centrale di CDK4/6 nel controllo della progressione del ciclo cellulare, cambiamenti genetici di RB1 che causano la sua inattivazione possono conferire resistenza agli inibitori di CDK4/6. Nello studio PALOMA-3, la perdita di RB1 rilevata nel ctDNA basale si è associata a peggiore sopravvivenza libera da progressione per le pazienti che ricevevano palbociclib più fulvestrant. L'analisi del ctDNA dagli studi MONALEESA 2, 3 e 7 ha riscontrato che le pazienti con mutazioni di RB1 non hanno sperimentato miglioramento significativo nella sopravvivenza libera da progressione mediana con ribociclib più terapia endocrina. Studi aggiuntivi hanno identificato mutazioni di RB1 con perdita di funzione acquisite esclusivamente durante il trattamento con inibitori di CDK4/6, suggerendo che siano state selezionate come meccanismi di resistenza. Tuttavia, la bassa prevalenza di queste alterazioni (4,7% in uno studio) indica che altri meccanismi di resistenza probabilmente svolgono ruoli importanti.

Mutazioni di ESR1: La ricerca mostra risultati contrastanti riguardo alle mutazioni di ESR1 come biomarcatori per la risposta agli inibitori di CDK4/6. Nello studio PALOMA-3, le pazienti che ricevevano palbociclib hanno mostrato similmente migliorata sopravvivenza libera da progressione mediana indipendentemente dallo stato di ESR1 (9,4 vs. 9,5 mesi per mutato vs. wild-type). Interessantemente, alcune pazienti hanno acquisito mutazioni ESR1 Y537S durante il trattamento in entrambi i bracci, e queste si sono associate a migliorata sopravvivenza libera da progressione mediana rispetto alle pazienti che non hanno acquisito questa mutazione (13,7 vs. 7,4 mesi). Nello studio MONARCH-2, le pazienti che ricevevano abemaciclib hanno mostrato migliorata sopravvivenza libera da progressione indipendentemente dallo stato di ESR1 ma hanno avuto più alta sopravvivenza libera da progressione mediana numerica con tumori mutati (20,7 vs. 15,3 mesi).

Mutazioni di PIK3CA: Gli studi mostrano costantemente che lo stato di PIK3CA non predice beneficio differenziale agli inibitori di CDK4/6. In PALOMA-3, le pazienti che ricevevano palbociclib hanno avuto similmente migliorata sopravvivenza libera da progressione indipendentemente dallo stato di PIK3CA (9,5 vs. 9,9 mesi per mutato vs. wild-type). Lo studio MONARCH-2 ha riscontrato risultati simili, sebbene le pazienti nel gruppo placebo con mutazioni PIK3CA abbiano avuto peggiore sopravvivenza libera da progressione mediana rispetto al wild-type (5,7 vs. 12,3 mesi). Alcuni studi più piccoli hanno suggerito che le mutazioni PIK3CA potrebbero predire esiti peggiori, ma studi più ampi non hanno confermato questo risultato.

Alterazioni FGFR: Evidenze limitate suggeriscono che le alterazioni di FGFR potrebbero influenzare la risposta agli inibitori di CDK4/6. In MONALEESA-2, i pazienti con alterazioni di FGFR1 in trattamento con ribociclib hanno mostrato una sopravvivenza libera da progressione mediana peggiore (10,61 vs 24,84 mesi), sebbene la significatività statistica non sia stata raggiunta a causa del ridotto campione. PALOMA-3 ha riscontrato che i pazienti con amplificazioni di FGFR1 presentavano una sopravvivenza libera da progressione peggiore in entrambi i bracci di trattamento, mentre le alterazioni acquisite di FGFR2 non hanno mostrato differenze apparenti tra i gruppi di trattamento.

Il futuro: biomarcatori epigenetici nelle biopsie liquide

Sebbene gli approcci di biopsia liquida basati sulla genetica abbiano compiuto progressi limitati nell'identificazione di biomarcatori predittivi chiari per la risposta agli inibitori di CDK4/6, le metodologie epigenetiche emergenti mostrano un potenziale significativo. L'epigenetica si riferisce a modifiche che regolano l'espressione genica senza alterare la sequenza del DNA sottostante, inclusa la metilazione del DNA, le modificazioni degli istoni e il rimodellamento della cromatina.

La profilazione epigenetica del ctDNA potrebbe rivelare nuovi biomarcatori in grado di predire meglio l'efficacia del trattamento e i meccanismi di resistenza. A differenza delle alterazioni genetiche, relativamente stabili, i cambiamenti epigenetici possono rispondere dinamicamente alle pressioni terapeutiche e ai fattori ambientali, potenzialmente fornendo indicatori più sensibili della resistenza emergente.

La ricerca in questo ambito è ancora in sviluppo, ma gli studi preliminari suggeriscono che i marcatori epigenetici nel ctDNA potrebbero:

• Rilevare la resistenza più precocemente rispetto ai cambiamenti genetici
• Fornire informazioni su molteplici meccanismi di resistenza simultaneamente
• Offrire dati sull'eterogeneità tumorale e sull'evoluzione sotto pressione terapeutica
• Identificare i pazienti che potrebbero beneficiare di terapie combinate mirate ai meccanismi epigenetici

Con il continuo avanzamento e la maggiore accessibilità delle tecnologie epigenetiche, è probabile che queste giochino un ruolo sempre più importante nella personalizzazione del trattamento con inibitori di CDK4/6 e nella gestione della resistenza nei pazienti con carcinoma mammario.

Conclusioni e implicazioni cliniche

Questa revisione completa evidenzia sia lo stato attuale che il potenziale futuro delle biopsie liquide nella predizione dell'efficacia e della resistenza agli inibitori di CDK4/6 nei pazienti con carcinoma mammario. Sebbene gli approcci genetici all'analisi del ctDNA non abbiano ancora prodotto biomarcatori predittivi convalidati clinicamente, il campo continua a evolversi rapidamente con promettenti sviluppi nelle metodologie epigenetiche.

Per i pazienti, questa ricerca significa che semplici esami del sangue potrebbero presto aiutare gli oncologi a:

1. Predire chi beneficerà maggiormente degli inibitori di CDK4/6 prima di iniziare il trattamento
2. Monitorare la risposta al trattamento attraverso prelievi ematici regolari anziché tramite imaging
3. Rilevare precocemente la resistenza emergente, consentendo tempestivi aggiustamenti terapeutici
4. Personalizzare le terapie combinate in base ai meccanismi di resistenza individuali

Gli studi revisionati dimostrano che, sebbene specifiche alterazioni genetiche (in particolare in RB1) mostrino potenziale come biomarcatori di resistenza, la loro prevalenza relativamente bassa suggerisce che molteplici meccanismi contribuiscono all'insuccesso terapeutico. Questa complessità sottolinea la necessità di approcci completi che catturino l'intero spettro delle vie di resistenza.

Con il continuo miglioramento della sensibilità, costo-efficacia e accessibilità clinica delle tecnologie di biopsia liquida, è probabile che queste diventino componenti integrali della gestione del carcinoma mammario. La capacità di valutare ripetutamente la biologia tumorale attraverso semplici prelievi ematici rappresenta un avanzamento significativo rispetto alle tradizionali biopsie tissutali, specialmente per il monitoraggio della risposta al trattamento e il rilevamento in tempo reale della resistenza.

I pazienti dovrebbero discutere con i propri oncologi se la partecipazione a trial clinici che coinvolgono l'analisi di biopsia liquida possa essere appropriata per la loro situazione, poiché questo campo in rapida evoluzione continua a generare nuove conoscenze che potrebbero influenzare direttamente le decisioni terapeutiche e gli esiti.

Informazioni sulla fonte

Titolo originale dell'articolo: Biopsie liquide per predire l'efficacia e la resistenza agli inibitori di CDK4/6 nel carcinoma mammario

Autori: Sasha C. Main, David W. Cescon, Scott V. Bratman

Pubblicazione: Cancer Drug Resist 2022;5:727-48

DOI: 10.20517/cdr.2022.37

Questo articolo divulgativo si basa su ricerca peer-reviewed e mira a rendere accessibili informazioni scientifiche complesse a pazienti istruiti e alle loro famiglie. Preserva tutti i risultati chiave, i dati e le implicazioni cliniche della ricerca originale traducendo il linguaggio tecnico in termini più comprensibili.