Abstract
Il mieloma multiplo (MM) è una patologia neoplastica caratterizzata da proliferazione anomala ed accumulo nel midollo osseo (BM), e più raramente in sedi extra-midollari, di B-linfociti e plasmacellule monoclonali (PC) che producono immunoglobuline monoclonali e possono essere causa di danno scheletrico e/o renale. Le condizioni permissive del microambiente del BM possono portare a una fuoriuscita delle PC, che potrebbero colonizzare diversi siti scheletrici, dando origine a modelli multipli di malattia. Gli studi genomici nel MM hanno portato a una migliore comprensione della complessa biologia molecolare della malattia, compresa la sua eterogeneità genetica, i modelli di evoluzione nel tempo e l'identificazione di potenziali driver molecolari. In particolare, i cloni di PC MM sono caratterizzati da un'eterogeneità sub-clonale dinamica all'interno del paziente e da una distribuzione non omogenea all'interno del BM: recentemente, è stato dimostrato che lesioni focali distinte all'interno di un singolo paziente mostrano profili molecolari divergenti, talvolta associati a un diverso rischio di progressione e che portano a un esito sfavorevole. La caratterizzazione genomica, la diagnosi e il monitoraggio terapeutico nel MM si basano su biopsie sequenziali single-site del BM, scarsamente rappresentative della malattia nel suo complesso, in quanto non riescono a cogliere la sua eterogeneità genetica spaziale. Pertanto, sono necessarie strategie alternative e più pratiche per affrontare l'eterogeneità spaziale e temporale del MM. In questo contesto, la biopsia liquida (fonte di marcatori tumorali circolanti come il cell-free DNA e le Circulating Multiple Myeloma Cells) è attualmente oggetto di studio per la caratterizzazione qualitativa e quantitativa del genoma della malattia e come modalità di monitoraggio terapeutico non invasivo della malattia. Questo nuovo metodo basato sul sangue ha il potenziale per fornire sia una caratterizzazione genomica rapidamente valutabile del tumore dei pazienti sia una lettura precisa della diffusione della malattia. Il razionale di questo studio è quello di indagare una strategia diagnostica innovativa basata su biopsie liquide, al fine di stratificare in anticipo il MM di nuova diagnosi che presenta caratteristiche ad alto rischio legate alla malattia ossea, in base alla presenza di eterogeneità spaziale. Nel progetto verrà valutato come la biopsia liquida possa riprendere qualitativamente l'eterogeneità spaziale del MM e in che misura possa essere integrata con i dati di imaging. Inoltre, verrà caratterizzata la nicchia del microambiente osseo, sia valutando la relazione tra le caratteristiche delle cellule ossee e la presenza di eterogeneità spaziale nei pazienti con MM, sia esplorando le caratteristiche delle lesioni ossee osteolitiche - che potrebbero portare a un rilascio di marcatori tumorali circolanti nel flusso sanguigno - utilizzando il profilo trascrittomico di singole cellule. L'obiettivo generale dello studio è esplorare ed eventualmente convalidare l'uso di approcci non invasivi per misurare la diffusione della malattia e rilevare l'eterogeneità spaziale in pazienti con MM di nuova diagnosi. Obiettivo complementare sarà l'identificazione delle condizioni del microambiente che supportano la diffusione della malattia ed esplorare le peculiarità dei marcatori tumorali circolanti per valutarne il potenziale utilizzo per misurare la dinamica del carico tumorale.
Risultati raggiunti
Comprendere il mieloma multiplo, un tumore che colpisce il midollo osseo, significa anche capire come la malattia si distribuisce nell'organismo. Nello stesso paziente possono infatti coesistere popolazioni di cellule tumorali con caratteristiche genetiche differenti, localizzate in aree diverse del corpo. Questa eterogeneità rende difficile una valutazione completa della malattia attraverso la tradizionale biopsia del midollo osseo, che fornisce informazioni limitate alla sede da cui viene prelevato il campione. Da questa sfida nasce “RandoMMness: la distribuzione spaziale eterogenea del mieloma multiplo rivelata dalla biopsia liquida”, il progetto PRIN coordinato dall'Università di Bologna in collaborazione con l'Università di Parma. L'obiettivo è sviluppare una nuova strategia diagnostica basata sulla biopsia liquida, un approccio innovativo che permette di ottenere informazioni sull’eterogeneità della malattia attraverso un semplice campione di sangue, riducendo il ricorso a procedure invasive. Il progetto studia il DNA tumorale circolante (ctDNA) e le cellule tumorali circolanti (CPCs) presenti nel sangue periferico, integrando queste informazioni con le immagini PET/TC e con l'analisi del microambiente osseo, il complesso ecosistema di cellule che favorisce o ostacola la crescita del tumore. L'obiettivo finale è comprendere meglio come il mieloma si diffonde nell'organismo e identificare nuovi biomarcatori per una diagnosi e una stratificazione del rischio sempre più accurate. I risultati ottenuti finora sono particolarmente promettenti. In uno studio pubblicato su Blood Cancer Journal, il gruppo di ricerca ha dimostrato che livelli elevati di ctDNA identificano pazienti con una malattia più diffusa, biologicamente più complessa e associata a una prognosi peggiore. Inoltre, il ctDNA si è rivelato un indicatore dinamico dell'evoluzione della malattia, capace di riflettere la risposta alle terapie e di integrare le informazioni ottenute con gli attuali sistemi di classificazione prognostica. Un ulteriore risultato di grande interesse riguarda proprio l'eterogeneità spaziale del tumore. Confrontando il profilo genomico del DNA tumorale circolante con quello ottenuto dal midollo osseo, sono emerse differenze significative tra i due compartimenti in una quota rilevante di pazienti. Questo suggerisce che la biopsia liquida sia in grado di cogliere alterazioni genetiche che una singola biopsia del midollo potrebbe non rilevare, offrendo una visione più completa della malattia. Anche lo studio delle CPCs ha fornito risultati di grande interesse. È stato infatti osservato che queste cellule sono già presenti al momento della diagnosi nella maggior parte dei pazienti e che possiedono caratteristiche biologiche che sembrano favorire la loro capacità di “sganciarsi” dal midollo osseo e raggiungere nuove sedi. Le cellule circolanti diventano così non solo un indicatore della diffusione del tumore, ma anche una preziosa fonte di informazioni sui meccanismi che guidano la progressione della malattia. Tra gli aspetti più innovativi del progetto emerge il ruolo del microambiente osseo. Grazie a tecnologie di sequenziamento di ultima generazione, è stato possibile dimostrare che il tessuto osseo non rappresenta un semplice "contenitore" del tumore, ma un protagonista attivo della sua evoluzione. Alcune popolazioni cellulari e specifici segnali infiammatori presenti nel microambiente favoriscono infatti sia la crescita e la diffusione delle cellule tumorali sia un maggiore rilascio nel sangue di DNA tumorale e cellule neoplastiche circolanti. In altre parole, il microambiente osseo contribuisce direttamente a generare quei biomarcatori che la biopsia liquida è in grado di rilevare, offrendo così una nuova chiave di lettura della biologia del mieloma. Le analisi ancora in corso, supportate da tecnologie di sequenziamento genomico di nuova generazione e strumenti bioinformatici avanzati, permetteranno di ricostruire con maggiore precisione l'architettura genetica del mieloma multiplo. Parallelamente, lo studio del microambiente osseo consentirà di chiarire quali caratteristiche biologiche favoriscano il rilascio nel sangue di DNA tumorale e cellule neoplastiche circolanti e come queste influenzino la diffusione della malattia. Questi risultati potranno offrire nuovi strumenti per comprendere i meccanismi della progressione tumorale e individuare bersagli utili per strategie terapeutiche sempre più personalizzate. Se confermati, i risultati di RandoMMness potranno contribuire all'introduzione della biopsia liquida nella pratica clinica come strumento complementare alle metodiche in uso. Questo approccio potrebbe ridurre il ricorso a procedure invasive, migliorare il monitoraggio dell'evoluzione della malattia e supportare una gestione sempre più personalizzata dei pazienti con mieloma multiplo.Dettagli del progetto
Responsabile scientifico: Michele Cavo
Strutture Unibo coinvolte:
Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche
Coordinatore:
Dipartimento di Scienze Chirurgiche - Università degli Studi di Parma(Italy)
Contributo totale di progetto: Euro (EUR) 199.546,00
Contributo totale Unibo: Euro (EUR) 120.155,00
Durata del progetto in mesi: 24
Data di inizio
16/10/2023
Data di fine:
28/02/2026
