L’oro liquido dell’oncologia

L’oro liquido dell’oncologia

La biopsia liquida consiste nell’isolamento e nell’analisi di materiale – come acidi nucleici, proteine e microvescicole – rilasciato da un tessuto nel sangue o in altri fluidi corporei (es. liquor, urine, saliva)². Ne si sta esplorando l’applicazione in diversi campi – in cardiologia, per esempio, attraverso lo studio di materiale liberato dalle cellule del cuore sofferenti – ma l’oncologia è un ambito in cui la ricerca è particolarmente attiva: basti pensare che a fine 2022 erano già stati registrati 1.500 studi clinici sulle terapie antitumorali incentrati sull’analisi di un componente cellulare di origine tumorale contenuto in un campione di sangue³.
Uno dei vantaggi più evidenti dell’utilizzo della biopsia liquida è la possibilità di evitare, o quantomeno ridurre, la necessità di effettuare biopsie tradizionali, inclusa la biopsia del midollo, una procedura invasiva a cui si devono sottoporre i pazienti con neoplasie ematologiche⁴. Questo potrebbe essere particolarmente rilevante per i bambini, a cui si risparmierebbero un’anestesia e un’esperienza potenzialmente traumatica⁴.

DNA vagante

La biopsia liquida più studiata si basa sulla ricerca e sull’analisi di DNA tumorale. Nel 1948, alcuni scienziati scoprirono che nel sangue si trovano dei frammenti di DNA⁴. Tre decenni dopo si osservò che i livelli di DNA libero da cellule (cfDNA dall’inglese cell-free DNA) nel sangue di pazienti con tumore erano anche 50 volte più alti di quelli misurati nel sangue di soggetti sani⁴. Nel 1989, un gruppo di ricercatori dimostrò che almeno parte di quel DNA – chiamato, di conseguenza, DNA tumorale circolante (ctDNA da circulating tumor DNA) – deriva dalle cellule tumorali⁵.
Dal punto di vista pratico l’analisi del ctDNA contenuto nel sangue richiede quattro passaggi: prelievo del campione, isolamento del cfDNA, sequenziamento, analisi dei risultati. Il prelievo del campione corrisponde a un normale prelievo del sangue da cui, per centrifugazione, si separa la parte liquida (plasma)⁴. Il cfDNA viene estratto dal plasma usando tecniche di biologia molecolare in cui generalmente si sfruttano biglie magnetiche o membrane di silice che legano l’acido nucleico che può poi essere distaccato e recuperato in poco volume di liquido⁵.
L’analisi vera e propria consiste nel sequenziamento del DNA alla ricerca di mutazioni. Per il sequenziamento si possono usare numerose tecniche, alcune più semplici, come la polymerase chain reaction (PCR) quantitativa – di cui si è sentito parlare tanto durante la pandemia – e altre più complesse (e costose) che permettono però di individuare un maggior numero di anomalie del genoma. Tra queste tecniche avanzate ci sono: la ddPCR (digital droplet PCR, una forma di PCR più sensibile), l’ASO-PCR (allele-specific oligonucleotide PCR, utile per esempio per lo studio del riarrangiamento dei geni delle immunoglobuline nei pazienti con mieloma o neoplasie delle cellule B) e l’NGS (next generation sequencing, una tecnica che permette di studiare moltissimi geni contemporaneamente)⁴. Più informazioni si cercano, più dati vengono prodotti e maggiore è la complessità dell’analisi bioinformatica. È ragionevole pensare che l’integrazione dell’intelligenza artificiale nella biopsia liquida renderà più facile questo compito¹.

I vantaggi della biopsia liquida

Come già accennato, la natura non invasiva è una caratteristica molto desiderabile. A differenza delle biopsie tradizionali – che richiedono l’anestesia e in qualche caso un vero e proprio intervento chirurgico che presenta dei rischi – un prelievo di sangue può essere eseguito, facilmente e con un disagio minimo, anche in modo ripetuto. Considerato che un paziente con un tumore del sangue è sottoposto di frequente ad analisi del sangue, si tratterebbe semplicemente di aggiungere una provetta di raccolta in più⁴.
La biopsia liquida è in grado di offrire una migliore rappresentazione dell’eterogeneità del tumore. In un tumore ci sono cellule che hanno mutazioni del DNA diverse e quindi comportamenti diversi (per esempio, ci sono cellule più resistenti ai farmaci). Il materiale genetico rilasciato nei fluidi corporei arriva da tante cellule – anche distanti tra loro e non localizzate tutte vicine come quelle prelevate con una biopsia tradizionale – e quindi la probabilità di riuscire ad avere una fotografia completa del tumore aumenta¹. Questo può essere particolarmente utile, per esempio, nel mieloma multiplo (MM) in cui il midollo osseo presenta “chiazze” di cellule maligne: cellule mielomatose di siti distinti hanno alterazioni del DNA differenti e l’aspirato di un solo sito tumorale non riflette questa eterogeneità ⁵. Il profilo completo del genoma tumorale è essenziale per la medicina di precisione, per personalizzare il trattamento¹.

La biopsia liquida per i tumori del sangue

Forse qualcuno si starà ancora chiedendo: “Ma se è un tumore del sangue che bisogno c’è di studiare il DNA libero? Non basta studiare le cellule del sangue?”. Il motivo è anche se sono chiamati “tumori del sangue” le cellule maligne – anche quando vi circolano – non vengono prodotte nel sangue. Nelle leucemie, la sede in cui proliferano le cellule tumorali è il midollo osseo e quindi la biopsia del midollo è imprescindibile. I linfomi insorgono principalmente negli organi del sistema linfatico, soprattutto nei linfonodi, ma le masse tumorali si possono formare anche in altri organi, come nel linfoma cerebrale primitivo – un raro linfoma molto aggressivo che cresce in profondità nel tessuto cerebrale – la cui localizzazione anatomica rende estremamente ardua e pericolosa, se non impossibile, l’esecuzione di una biopsia⁶. Il MM può essere midollare o extramidollare (con sede fuori dal midollo) e quest’ultimo spesso si trova in siti corporei difficili da raggiungere⁵. Da ciò si comprende che la biopsia liquida è utile anche nei tumori del sangue.
Nelle leucemie e nei linfomi, l’analisi del ctDNA appare un approccio promettente per monitorare la risposta alla terapia e per modularla (intensificandola o riducendone l’intensità), per misurare la malattia minima residua (minimal residual disease, MRD, ossia il piccolo numero di cellule tumorali che può rimanere nel corpo dopo i trattamenti antitumorali) e per individuare in modo tempestivo eventuali ricadute^2,4. Nel MM, la biopsia liquida – oltre a fornire un profilo genomico più completo, come già spiegato – aiuterebbe a monitorare l’evoluzione della malattia, inclusa la comparsa di nuovi cloni sensibili a farmaci a bersaglio molecolare^5,6.

Non è sempre oro...

Sebbene le ricerche sulla biopsia liquida siano incoraggianti, questo approccio presenta dei limiti. Innanzitutto, il ctDNA è un materiale poco abbondante e questo può generare dei risultati falsi negativi¹. In più, i livelli di cfDNA aumentano in condizioni non tumorali come la sepsi e l’infiammazione⁴. Bisogna lavorare per aumentare la sensibilità e la specificità della metodica. La standardizzazione del processo di isolamento del ctDNA e l’utilizzo di tecniche di sequenziamento avanzate come l’NGS vanno in questo senso⁵.
Molto probabilmente la biopsia liquida non rimpiazzerà mai i metodi tradizionali, ma vi si affiancherà, migliorando la comprensione della malattia di ciascun paziente. Bisognerà valutare caso per caso i vantaggi che può offrire e utilizzarla nel modo più adeguato¹.

Referenze:

1. Bao Y, et al. Beyond blood: Advancing the frontiers of liquid biopsy in oncology and personalized medicine. Cancer Sci. 2024;115(4):1060-1072. doi:10.1111/cas.16097.
2. Talotta D, et al. Liquid biopsy in hematological malignancies: current and future applications. Front Oncol. 2023;13:1164517. doi:10.3389/fonc.2023.1164517.
3. Xie W, et al. Trends in the use of liquid biopsy in oncology. Nat Rev Drug Discov. 2023;22(8):612-613. doi: 10.1038/d41573-023-00111-y.
4. Lim JK, et al. Role of cell-free DNA in haematological malignancies. Pathology. 2021;53(3):416-426. doi:10.1016/j.pathol.2021.01.004.
5. Heestermans R, et al. Liquid biopsies as non-invasive tools for mutation profiling in multiple myeloma: application potential, challenges, and opportunities. Int J Mol Sci. 2024;25(10):5208. doi:10.3390/ijms25105208.
6. Kambhampati S, et al. Circulating tumor DNA in lymphoma. Curr Hematol Malig Rep. 2022;17(6):298-305. doi:10.1007/s11899-022-00677-1.