Un nuovo metodo per individuare precocemente cellule tumorali nelle persone

Nel tentativo di individuare precocemente e in modo non invasivo i tumori, gli scienziati del Johns Hopkins Kimmel Cancer Center, riferiscono di aver sviluppato un test che individua nel sangue quantità minuscole di DNA specifico del cancro e lo hanno utilizzato per identificare con precisione più della metà dei 138 persone con tumori del colon-retto, della mammella, del polmone e dell’ovaio relativamente precoci.

Il test, dicono gli scienziati, è nuovo nel senso che può distinguere tra DNA sparso da tumori e altro DNA alterato che può essere scambiato per biomarcatori del cancro.

Una relazione sulla ricerca, eseguita su campioni di sangue e di tessuto tumorale da 200 persone con tutti gli stadi del cancro negli Stati Uniti, in Danimarca e nei Paesi Bassi, appare nel numero del 16 agosto di Science Translational Medicine .

“Questo studio dimostra che identificare il cancro in anticipo utilizzando i cambiamenti del DNA nel sangue è fattibile e che il nostro metodo di sequenziamento ad alta precisione è un approccio promettente per raggiungere questo obiettivo”, afferma Victor Velculescu, MD, Ph.D. , professore di oncologia presso il Johns Hopkins Kimmel Cancer Center.

Gli esami del sangue per il cancro sono una parte crescente dell’oncologia clinica, ma rimangono nelle prime fasi dello sviluppo. Per trovare piccoli frammenti di DNA derivato dal cancro nel sangue dei malati di cancro, gli scienziati hanno spesso fatto affidamento sulle alterazioni del DNA trovate nei campioni di tumori sottoposti a biopsia dei pazienti come guide per gli errori genetici che dovrebbero essere cercati tra le masse di DNA circolanti in quei pazienti ‘ campioni di sangue.

Per sviluppare un test di screening del cancro che potesse essere utilizzato per analizzare persone apparentemente sane, gli scienziati hanno dovuto trovare nuovi modi per individuare le alterazioni del DNA che potrebbero essere in agguato nel sangue di una persona ma non erano state precedentemente identificate.

“La sfida consisteva nello sviluppare un esame del sangue che potesse prevedere la probabile presenza di cancro senza conoscere le mutazioni genetiche presenti nel tumore di una persona”, afferma Velculescu.

L’obiettivo, aggiunge Jillian Phallen, uno studente laureato presso il Johns Hopkins Kimmel Cancer Center che è stato coinvolto nella ricerca, è stato quello di sviluppare un test di screening altamente specifico per il cancro e abbastanza preciso da rilevare il cancro quando presente, riducendo il rischio di risultati “falsi positivi” che spesso portano a overtesting e overtreatment inutili.

Il compito è notevolmente complicato, dice Phallen, dalla necessità di distinguere tra mutazioni derivate dal cancro e alterazioni genetiche che si verificano nelle cellule del sangue e come parte delle normali variazioni ereditate nel DNA.

Per esempio, quando le cellule del sangue si dividono, Velculescu dice che esiste la possibilità che queste cellule acquisiscano errori o mutazioni. In una piccola percentuale di persone, questi cambiamenti stimoleranno una cellula del sangue a moltiplicarsi più velocemente rispetto alle cellule vicine, portando potenzialmente a condizioni pre-leucemiche. Tuttavia, la maggior parte delle volte, le mutazioni derivate dal sangue non iniziano il cancro.

La sua squadra ha escluso anche le cosiddette mutazioni “germinali”. Mentre le mutazioni germinali sono effettivamente alterazioni nel DNA, si verificano come risultato di variazioni normali tra gli individui, e non sono solitamente legate a tumori particolari.

Per sviluppare il nuovo test, Velculescu, Phallen e i loro colleghi hanno ottenuto campioni di sangue da 200 pazienti con carcinoma mammario, polmonare, ovarico e colonrettale. Il test del sangue degli scienziati ha analizzato i campioni di sangue dei pazienti per le mutazioni all’interno di 58 geni ampiamente correlati a vari tumori.

Nel complesso, gli scienziati sono stati in grado di rilevare 86 dei 138 (62%) tumori di stadio I e II. Più specificamente, tra 42 persone con tumore del colon-retto, il test ha predetto correttamente il cancro in metà degli otto pazienti con malattia di stadio I, otto su nove (89%) con malattia di stadio II, nove su 10 (90%) con stadio III e 14 di 15 (93 per cento) con malattia di stadio IV. Di 71 persone con cancro del polmone, il test degli scienziati ha identificato il cancro tra 13 su 29 (45%) con malattia di stadio I, 23 su 32 (72%) con malattia di stadio II, tre su quattro (75%) con malattia di stadio III e cinque su sei (83 per cento) con cancro allo stadio IV.

Per 42 pazienti con carcinoma ovarico, 16 su 24 (67%) con malattia di stadio I sono stati correttamente identificati, così come tre su quattro (75%) con malattia di stadio II, sei su otto (75 percento) con cancro in stadio III e cinque su sei (83 percento) con malattia in stadio IV. Tra i 45 pazienti con carcinoma mammario, il test ha individuato mutazioni cancerose in due dei tre (67%) pazienti con malattia di stadio I, 17 su 29 (59%) con malattia di stadio II e sei su 13 (46%) con tumori in stadio III .

Non hanno trovato nessuna delle mutazioni derivate dal cancro tra i campioni di sangue di 44 individui sani.

Nonostante questi risultati iniziali promettenti per la diagnosi precoce, il test del sangue deve essere convalidato in studi su un numero molto più ampio di persone, affermano gli scienziati.

Velculescu e il suo team hanno anche eseguito un sequenziamento genomico indipendente su tumori disponibili rimossi da 100 dei 200 pazienti con cancro e hanno rilevato che 82 (82%) presentavano mutazioni nei loro tumori correlate alle alterazioni genetiche riscontrate nel sangue.

Il test del sangue sviluppato da Johns Hopkins utilizza un tipo di sequenziamento genomico che i ricercatori chiamano “sequenziamento di correzione dell’errore mirato”. Il metodo di sequenziamento è basato sul sequenziamento profondo, che legge ogni codice chimico in DNA 30.000 volte. “Stiamo cercando di trovare l’ago nel pagliaio, quindi quando troviamo un’alterazione del DNA, vogliamo assicurarci che sia ciò che pensiamo che sia”, afferma Velculescu.

Tale sequenziamento profondo, che copre più di 80.000 coppie di basi di DNA, ha il potenziale per essere molto costoso, ma Velculescu dice che la tecnologia di sequenziamento sta diventando più economica, e il suo gruppo di ricerca potrebbe essere in grado di ridurre il numero di posizioni di DNA che schermano preservando il accuratezza del test.

Dice che le popolazioni che potrebbero trarre maggiori benefici da un esame del sangue basato sul DNA includono quelle ad alto rischio di cancro inclusi i fumatori – per i quali la normale tomografia computerizzata per identificare il cancro del polmone spesso porta a falsi positivi – e le donne con mutazioni ereditarie per il seno e cancro ovarico nei geni BRCA1 e BRCA2.

Fonte: Johns Hopkins Medicine