Giovanni Brandi

• Isolamento e identificazione delle cellule staminali tumorali in tessuto fresco di pazienti operati colangiocarcinoma.
  
•  Impiego di inibitori delle proteasi su linee cellulari di adenocarcinoma  della mammella (triplo negativo).
•  Impiego di inibitori delle proteasi su linee cellulari di adenocarcinoma del pancreas.
• Trattamento sperimentale dell'epatocarcinoma con capecitabina metronomica..
• Valutazione del ruolo etiopatologico dell'amianto nello sviluppo del colangiocarcinoma. Studio caso-controllo prospettico CARA.
• Valutazione del ruolo etiopatologico dell'amianto nello sviluppo del colangiocarcinoma. Studio di NGS (whole transcriptome expression) per colangiocarcinoma intraepatici.
  
• Valutazione di fattori molecolari predittivi di risposta alla chemioterapia adiuvante in pazienti con CC (hENT ed enzimi correlati).
• Studio sperimentale del ruolo della flora batterica intestinale nel determinare la tossicità degli antiblastici.
• Studio sperimentale del microbiota intestinale nella genesi del cancro del colon

• Valutazione del ruolo etiopatologico dell'amianto nello sviluppo del carcinoma del pancreas. Studio caso-controllo prospettico PARA.
• Studio del  microbiota intratumorale nel carcinoma del pancreas e  delle vie biliari
• Ruolo dell'idrogeno terapia nella trattamento della tossicità da chemioterapia
• Studio traslazionale  percettivo di ricaduta nei pz operati di OLT per metastasi epatiche da CRC
• Ruolo sperimentale dell'Idrogenoterapia nella prevenzione/trattamento dei danni da chemioterapia

Principali aree di interesse scientifico  ed prospettive  di ricerca

• Trattamento delle neoplasie

  Gran parte della mia attività clinica oncologica è dedicata alla gestione di pazienti con neoplasie dell’apparato gastroenterico ed epatobiliopancreatico, prendendomi cura di circa 80-90 nuovi casi/anno di epatocarcinoma, 100 nuovi casi di colangiocarcinoma (CC), 60-70 nuovi casi di metastasi epatiche da colon-retto (CRC). Nel nostro centro queste patologie hanno mostrato un incremento annuale di oltre 10% di pazienti negli ultimi 5 anni. Parimenti incrementale è risultata l’attività dello specifico settore dedicato alle neoplasie pancreatiche che si prende cura di circa 100 nuovi pazienti/anno (suddivisi fra malattia avanzata o early o lesioni preneoplastiche tipo IPMN). Per questo motivo è stato creato uno specifico “Programma Tumori Epatobilari e Pancreatici” di cui sono responsabile dal luglio 2017 e ulteriormente rinnovato nel luglio 2020.

  La gestione di questi pazienti è stata a tutto tondo, partendo dai fattori di rischio di queste patologie fino alla gestione integrata con il sistema di cure palliative territoriali, come del resto, si può evincere dalla produzione scientifica e dei progetti in corso e dai ruoli ricoperti. In particolare, ho sviluppato settori di ricerca importanti nella genesi delle neoplasie primitive del fegato (amianto e microbiota/NASH) e delle neoplasie del colon (ruolo del microbiota e delle alterazioni precoci della proliferazione cellulare dell’epitelio). All’estremo opposto in qualità di Direttore del Master di II livello in Formazione e qualificazione in cure palliative mi sono anche occupato della formazione specialistica che include anche il collegamento al sistema di cure palliative (a partire dalla rete degli Hospice di Bologna e del sistema diffuso nel terriatorio).

  Nel complesso, in questo settore lo scrivente ha pubblicato oltre 50 paper (di cui circa la metà nell'ultimo quadriennio) in riviste di alto impatto (Lancet Oncology; JAMA Oncology, Hepatology; Ann of Oncol; EJC; BJC; Oncologist; Cancer Treat Rew; Angiogenesis; Ann of Surgey;; Oncotarget; Radiology; World J. Gastroenterology; Scientific Report; Future Oncology; Liver International; Clinical Colorectal Cancer; Future Oncology, Pancreas et al).

  In generale, dal punto di vista del trattamento attivo di questi pazienti, lo scrivente è perfettamente in grado di integrare l’intero spettro delle terapie mediche in strategie multidisciplinari (chirurgia resettiva del tumore primitivo e delle metastasi; trapianto di fegato in percorso standard o sperimentale; terapie locoregionali: chemio/radio embolizzazioni, radiofrequenza; brachiterapia/ radioterapia stereotassica, radioterapia/radiologia intervenzionistica). A testimonianza della capacità naturale di collaborazione e di gestione multidisciplinare stà la casistica decennale di pazienti con CRC metastatico in cui le metastasectomie (unica o plurime) sono state eseguite in oltre la metà dei casi. Oggi la metastasectomia epatica del CRC è largamente accettata dal mondo oncologico ma lo era molto meno 10-15 anni fa. Questo dato che è stabile nella nostra casistica da oltre 15 anni dimostra che si è stati sicuramente pionieri in questo settore.

  Nel caso di epatocarcinomi ho progettato e sperimentato trattamenti innovativi nell’ HCC, tra cui il trattamento intra-arterioso prolungato con irinotecan e soprattutto trattamenti metronomici con capecitabina nel setting avanzato. Un mio pionieristico studio prospettico controllato di fase 2, ha mostrato che capecitabina metronomica in monoterapia a fronte di una grande tollerabilità raggiunge una OS di 15 mesi (vs 10 mesi standard del sorafenib). Altre nostre analisi retrospettive pubblicate suggeriscono efficacia significativa della capecitabina metronomica sia in pazienti con HCC avanzato trattatti dopo fallimento del sorafenib, che in pz con HCC recidivati dopo OLT e perfino in pazienti con HCC avanzato in CHILD-PUGH B (setting che, al momento, è sprovvisto di trattamenti sistemici). Inoltre, questo trattamento, ha perfino ottenuto risposta completa duratura/cura in pazienti con HCC avanzato e metastatico (pubblicato su Cancer Communication 2018). Questa modalità di gestione di patologie invariabilmente letali si inserisce in un filone del tutto innovativo di ricerca traslazionale ( cd “Oncologia Evoluzionistica”) che esplora l’inclusione di trattamenti metronomici nell’ottica di impedire/ridurre la resistenza acquisita che usualmente accade con i trattamenti MTD.

  Ho ideato/disegnato e sono PI dello studio di fase 3 Ca.So., multicentrico, randomizzato e in aperto, finanziato da AIFA (nel progetto Ricerca Clinica Spontanea del 2012, ma finanziato solo nel 2017) con 1,1 MLN di Euro. Lo studio, avente lo scopo di valutare il costo-efficacia di due trattamenti antiangiogenici (capecitabina metronomica/Sorafenib vs Sorafenib/capecitabina metronomica con cross-over al fallimento della prima linea), in pazienti con epatocarcinoma avanzato, coinvolge 10 centri italiani, ed ha iniziato ad includere i primi pazienti. Sulla base di ciò, lo scrivente ha disegnato un protocollo prospettici in corso di sottomissione al CE sull’uso di capecitabina metronomica come trattamento sistemico nei pazienti con HCC in CHILD-PUGH B.

  Per ciò che riguarda i tumori delle vie biliari, lo scrivente ha in corso di valorizzazione l'ampia casistica raccolta in questi anni (oltre 800 casi, la maggiore in Europa), con numerose analisi retrospettive sia in avanzato che in adiuvante (oltre 20 articoli già pubblicati in questo campo in riviste ad alto impatto: EJC, Oncologist; Oncotarget; BJC; Ann Onc; Ann Surg; Liver International et al ed è coestensore delle Linee Guida AIOM sui tumori delle vie Biliari, coordinate dal Prof Giuseppe Tonini). Nel campo dei tumori rari, come è questo il caso, è prioritario costituire una massa critica in termini numerici e scientifici, che oltre approfondire le conoscenze sulla patologia, risulti “di interesse” per l’industria farmaceutica al momento della genesi di futuri trial clinici con farmaci innovativi. Che questa strategia sia pagante è testimoniato dal recente incremento dell’offerta di sperimentazioni dedicate a questa patologia orfana. In questo settore ho stabilito numerose collaborazioni scentifiche con diversi centri italiani ed europei ed americani (Parigi, Amsterdam; Consorzio europeo ENSCCA; Incyte, Arqule/Basel, Astra Zeneca, Ipsen et al) per lo sviluppo traslazionale e clinico. In questo ambito sono stato finanziato da Ipsen Global per un progetto preclinico/clinico sul potenziale impiego di cabozantinib nei colangiocarcinomi. Un’altra importante collaborazione che riguarda il ruolo delle mutazioni di FGFR e il chiarimento del ruolo prognostico di alterazioni di FGFR (finanziamento di Incyte Global).

  In quest’ottica lo scrivente è fondatore e Presidente del Gruppo Italiano COlangiocarcinoma (G.I.C.O) che unisce le forze dei principali centri italiani che si occupano di tumori delle vie biliari. Questo gruppo (attualmente in corso di allargamento anche a chirurghi e radioterapesti dediti a questa patologia) ha finalità non solo di ricerca clinica e translazionale, ma ha anche l’ambizione di interfacciarsi direttamente con i pazienti (in primis tramite la creazione di una piattaforma specifica all’interno del costituendo sito Internet), che permetta scambio di informazioni fra pazienti e clinici. In questo ambito ho fortemente stimolato la creazione di una fondazione per pazienti affetti da colangiocarcinoma (APIC) di cui sono co-fondatore. Questa associazione servirà anche a definire assieme ai pazienti le migliori strategie terapeutiche, nonchè per il fund-raising dedicato alla ricerca in questa neoplasia orfana.

  Le neoplasie del pancreas (neoplasia con beneficio molto limitato dai trattamenti chirurgici o sistemici) necessitano di esplorare nuove approcci che impattino sul microambiente tumorale/sul setting immunologico ed metabolico. Insieme ai colleghi della Jolla University di San Diego ho pubblicato nel 2020 su Cancer Discovery i risultati di un importante lavoro preclinico che esplora un via metabolica del tutto nuova la cui manipolazione permette (nel modello murino) il blocco pressochè completo della crescita tumorale (Golgi Acidification by NHE7 Regulates Cytosolic pH Homeostasis in Pancreatic Cancer Cells).

  Inoltre ho una collaborazione con Il gruppo della Florencia Mc Allister ( MD Anderson- Houston) per lo studio del microbiota intratumorale pancreatico che, mediante interfaccia col sistema immunitario, si è dimostrato essere legato alla condizione di long survival in un subsetting di pazienti con PDAC. In questo settore ho un progetto che mette in conto di valutare retrospettivamente e prospetticamente la intera casistica di PDAC operati di Bologna (che assomma a circa 180 casi /anno).

  Infine ho pianificato un trial prospettico monocentrico di fase 1b nell’adenocarcinoma duttale operabile che integra l’uso nel perioperatorio dell’antiproteasico gabesato mesilato-FOY (già in uso nella prevenzione della pancreatite post-ERCP) con la classica schedula di gemcitabina in adiuvante. Ciò trova razionale in due aspetti: il primo è la precocità del pancreas di dare metastasi (già a livello di precancerosi PanIN 2-3); il secondo deriva dall’analisi dell’efficacia del gabesato mesilato su linee cellulari di carcinoma del pancreas nel bloccare molti target del processo di invasione/metastatizzazione (Brandi, Pancreas 2015).

  Nell’ambito delle neoplasie del colon-retto, al di là della gestione clinica routinaria di questi pazienti, lo scrivente si occupa prevalentemente di pazienti con metastasi epatiche (pubblicando almeno 16 articoli su questo settore), e avendo utilizzato fra i primi il trattamento adiuvante post-metastasectomia. E’ inoltre riferimento per la probelmatica di trapianto di fegato in pazienti con meta epatiche da CRC. Questo vale per il trial multicentrico internazionale TRANS-MET sul trapianto di fegato in pazienti con metastasi epatiche da CRC inoperabili (unici centri italiani: Bologna e Padova) e per la stesura del nuovo protocollo dl centro trapianti di Bologna che adotti criteri meno stringenti del Trans-Met e più vicini a ciò che si osserva nella pratica clinica. In questo setting segnalo il primo pioneristico trapianto di fegato eterotopico (al posto della milza) che abbiamo ideato e condotto con il colleghi chirurghi epatobiliari su un giovane paziente da me seguito per meta epatiche da CRC. (Ravaioli M, Brandi G, et al eterotopic segmental liver transplantation on splenic vessels after splenectomy with delayed native hepatectomy after graft regeneration: A new technique to enhance liver transplantation. Am J Transplant. 2020 Jul 26).

  Lo scrivente si interfaccia coi colleghi anche nella gestione dei pazienti GIST, che per lungo tempo ha gestito in prima persona, soprattutto dal punto di vista clinico/traslazionale (15 paper pubblicati recentemente in questo setting).

  Per le competenze acquisite in questi settori di patologia, sono stato coinvolto dall’ESMO e chiamato a far parte dello steering committee per patologia GI non colorettale per meeting annuale ESMO di Barcellona del 2019. Inoltre, (come certificato nell’allegato “ESMO invited discussant..), ho avuto richiesta di discutere, nella sessione GI non colorectal del 27 settembre, gli studi sull’epatocarcinoma : CheckMate 459 ( Nivolumab vs Sorafenib) e lo studio Durvalumab + Ipilumumab in HCC avanzato. Purtroppo, non potendo garantire a priori la mia presenza in sede del meeting per problemi familiari, mi sono visto costretto a declinare l’importante invito.

• Carcinogenesi dell'apparato gastrointestinale

In questo ambito gli studi sono stati condotti da un punto di vista preclinico/ traslazionale ed epidemiologico. Un settore di ricerca ha studiato ruolo della proliferazione della mucosa dell’apparato gastrointestinale legata a condizioni preneoplastiche e neoplastiche in pazienti con adenomi del colon su base sporadica o familiare, o in pazienti con gastrite atrofica. In questo settore lo scivente ha pubblicato almeno 18 full paper su riviste ad alto impatto (JNCI; Gut; Cancer; Cancer Letter; Am J Gastroenter; Human Path; Mutat Res et al). Dal punto di vista di ricerca epidemiologica concernente la carcinogenesi dell’apparato gastrointestinale (condizione preneoplastiche legate ad IBD) e delle neoplasie del fegato (in particolare Nash/Nafld, partecipando allo studio epidemiologico sulle malattie epatiche "Dyonisos Projet Group”), lo scrivente ha prodotto almeno 8 paper su riviste ad alto impatto (Ann Int Med; Gut; Hepatology; Cancer; Dig Liver Dis et al con oltre 2000 citazioni complessive). Sempre in questo ambito ho valutato in uno studio caso-controllo internazionale il ruolo della NASH come fattore di rischio nella genesi del colangiocarcinoma intraepatico, unendo la mia casistica di Bologna con quella francese dell’Univesità di Rennes quale coorte di validazione ( 200 casi complessivi). La prevalenza di NASH (istologicamente provata) è stata paragonata fra gli ICC ed i controlli (trapianto di fegato per cirrosi). Il paper è in corso di revisione .

Più recentemente questo aspetto si è esteso anche alle neoplasie primitive delle vie biliari e al loro potenziale collegamento con l’esposizione all’amianto che lo scrivente ha segnalato per primo. Questo settore è stato già oggetto di 6 paper e di 2 capitoli in libri internazionali. Una ulteriore conferma di questo legame viene dall’analisi del registro del nord europa (NOCCA) recentemente pubblicato in collaborazione con lo IARC di Lione. Il suo direttore, K. Straiff, conviene con noi che ormai vi siano evidenze epidemiologiche stringenti che spiegherebbero il costante incremento del 4% annuo dei colangiocarcinomi intraepatici con la pregressa esposizione all’amianto. In questo ambito ho terminato uno studio caso controllo su casi incidenti di colangiocarcinomi (protocollo CARA) che conferma, ed addirittura amplifica, il ruolo dell’amianto nella genesi dei colangiocarcinomi intraepatici per esposizioni professionali (con OR>8 per gli esposti) e in pari misura perfino ambientali. Uno studio analogo (PARA), già attivato ad inizio 2020 e che valuterà il rischio di pregressa esposizione all’amianto nella genesi dei carcinomi del pancreas (il cui forte incremento numerico è tuttora misterioso).

Questo settore è peraltro oggetto di ricerca traslazionale finanziata dal progetto Università Regione-ER 2013 ed in parte dalla Fondazione CARISBO (studio whole exome sequencing di su pazienti con colangiocarcinoma intraepatici stratificati per fattori rischio, inclusa la ricerca di fibre di amianto sul tumore). Lo studio è terminato e dai risultati preliminari, presentati in giugno 2018 al meeting internazionale dell’ENSCCA (European Network for the study of Cholangiocarcinoma), sta emergendo un pattern mutazionale legato all’esposizione all’amianto del tutto diverso da quello riscontrabile in presenza di altri fattori di rischio. I risultati sono talmente significativi che, probabilmente, ci permetteranno di identificare una firma genetica di esposizione all’amianto, con tutto quello che significa anche in termini di impatto legislativo e legale. Lo studio NGS su questi pazienti ci ha inoltre permesso di identificare, per primi, mutazioni del recettore FGFR-2, che allargano lo spettro di pazienti potenzialmente trattabili con inibitori di FGFR-2. Oltre alla evidente utilità per i pazienti anche le Companies che producono inibitori di FGFR-2 sono estremamente interessate a queste ricerche poiché si amplierebbe la platea dei potenzialmente trattabili con questi farmaci. In questo ambito vi sono due progetti (preclinici e clinici) che Incyte finanzierà. Per il progetto clinico è previsto il coivolgimento di altri centri che afferiscono al GICO (Gruppo italiano Colangiocarcinomi) ed è specificamente dedicato a valutare sia il ruolo prognostico di alterazioni di FGFR2 che la fattibilità dell’uso dell FISH per testare le alterazioni in un setting futuro di pratica clinica (evitando lo NGS attualmente richiesto per i trial).

Per i filoni di ricerca su amianto lo scrivente nel 2017 è stato eletto all’unanimità nel Board Internazionale del Collegium Ramazzini.

Lo studio della firma genetica mutazionale in pazienti affetti da colangiocarcinoma ed esposti all’amianto sarà al centro della collaborazione che ho recentemente instaurato col Prof. Michele Carbone, leader internazionale dei meccanismi della carcinogenesi e sul ruolo delle mutazioni BAP-1 nello sviluppo del mesotelioma, nonché Direttore dell’Oncologia Toracica di University of Hawaii Cancer Center.

• Studio del microbiota intestinale

Altro settore di ricerca è lo studio del microbiota intestinale e il suo potenziale ruolo nella carcinogenesi dei vari distretti del canale alimentare, nella genesi del GALT, nella risposta e nella tossicità di trattamenti antitumorali e nei rapporti con immunoterapia. I risultati di questo settore di ricerca sono già stati oggetto di almeno 16 articoli con alto impatto (Immunity; Clinical Cancer Res; J Crohn Colitis; Am J Gastr; Gut Microbes; Cancers; Int J Mol Sci. et al) e presentati in numerosi congressi nazionali ed internazionali. In questo ambito, in collaborazione con varie istituzioni europee è in corso lo studio nell’uomo della relazione fra microbiota intestinale / presenza di infiammazione/attivazione e carcinogenesi del colon. Un mio studio, pubblicato nel 2017, ha chiarito come carcinomi del colon insorti su adenomi o su IBD siano legati a microbiota diversi. Di recente un interesse maggiore dell’oncologia sul microbiota è stato suscitato dalla problematica di diversità di prognosi e predittività di risposta fra tumori del colon dx e sn.

Il ruolo del microbiota intratumorale sembra un settore innovativo nella comprensione della carcinogesi del pancreas e perfino nella prognosi di questi pazienti. Dati solidi suggeriscono che la condizione di long survival sia proprio correlata con la presenza di uno specifico microbiota intratumorale, a sua volta driver di un positivo pattern immunitario intratumorale. Inoltre, sembra esservi correlazione fra microbiota fecale e intratumorale. Come già accennato sopra, sto disegnando un trial prospettico sull’impiego di probiotici geneticamente modificati e specificamente mirati sul PDAC nel setting di neoadiuvante per i pazienti borderline resectable. Sono in rapporto con una start up italiana per la creazione di questi probiotici dedicati. Il confronto fra biopsia e istologia postresettiva proverà in vivo questa ipotesi. Ancillararmente si valuterà l’eventuale impatto positivo sull’outcome di questi pazienti. Un analogo studio di ricerca è pianificato in pazienti con colangiocarcinoma intraepatici valutando la presenza del Fusobacterium Nucleatum e d’altri batteri driver nelle lesioni neoplastiche primitive e secondarie di questi pazienti (BILIN). Inoltre in questo specifico setting sto iniziando uno studio che valuta, mediante NGS, la presenza ed il ruolo di batteri intratumorali nei 50 pazienti con Colangiocarcinoma Intraepatico di cui disponiamo già i dati del genoma eucariote del soggetto ( WES). E’ il primo studio al mondo che collegherà i due aspetti nei tumori primitivi del fegato.

Infine, ho in corso di stesura un paper sulla definizione del ruolo del microbiota nel danno intestinale da chemioterapia e nello sviluppo di mucosite mediante studio ecologico su animali gnotobiotici condotto presso INRA di Parigi. Infine, lo scrivente sta aprendo un nuovo settore di ricerca prima traslazionale, con prospettiva clinica, che attiene ai rapporti fra microbiota/ assetto nutrizionale e genesi del cancro ed outcome dei trattamenti antitumorali. Questo alla luce della crescente richiesta che proviene dai pazienti nonchè dai recenti, intriganti, dati della letteratura che chiaramente stanno tracciando vie finora inesplorate di co-gestione/trattamento dei pazienti con neoplasie (comprese la restrizione calorica o l’uso di mimetici di restrizione calorica, l’attivazione di autofagia e l’interfaccia con il sistema immunitario e il microbiota intestinale). In questo ambito lo scrivente ha aperto un filone di ricerca specifico all’interno del Dottorato di Oncologia Medica di Bologna di cui è docente, con il tutoraggio di un dottorando oncologo che sta sviluppando questo settore in collaborazione con il Gustave Roussy di Parigi (gruppo di Guido Kroemer). Qui stiamo testando in maniera sistematica centinaia di sostanze che abbiano potenzialità di caloric restriction mimetics.

• Ruolo dell'idrogeno terapia in oncologia

L'idrogeno è il più leggero degli elementi chimici. Nell’uomo viene prodotto dal metabolismo anaerobio di alcuni batteri intestinali contenenti l'enzima idrogenasi; viene poi parzialmente diffuso nel flusso sanguigno e rilasciato durante l'espirazione. L’idrogeno sta emergendo come molecola gassosa in grado di regolare importanti processi biologici, è stato infatti dimostrato che l’idrogeno possiede potenti proprietà antiossidanti, antinfiammatorie e anti-apoptotiche, che ne rendono il suo utilizzo potenzialmente applicabile in diversi ambiti clinici, incluso l’oncologia. Numerosi studi preclinici e clinici hanno dimostrato che il trattamento con idrogeno sia associato ad una riduzione significativa dello sviluppo e della progressione di diversi tipi di tumore. Tale effetto è mediato attraverso diversi meccanismi molecolari, tra cui l'attenuazione dello stress ossidativo, il blocco della proliferazione e dell’angiogenesi, l’induzione dell’apoptosi e l’attivazione del sistema immunitario. Inoltre il trattamento con idrogeno si è dimostrato efficace anche nel ridurre la tossicità da chemioterapia/radioterapia, con un miglioramento della qualità di vita dei pazienti. Tali effetti sono ottenuti a dosi di idrogeno associate ad un buon profilo di sicurezza. L’idrogeno può essere somministrato attraverso diverse modalità: inalazione, assunzione orale, iniezione per via intravenosa/intraperitoneale e via percutanea mediante bagno in acqua idrogenata a 41°C e sali (come il bicarbonato o di sodio o potassio, o magnesio cloruro). Poiché l'idrogeno ha un basso peso molecolare, esso è in grado di penetrare facilmente attraverso le membrane cellulari, raggiungendo rapidamente la saturazione nei vari distretti corporei. Uno studio in corso verificherà il possibile effetto preventivo e terapeutico dell’idrogeno-terapia nei confronti dell’insorgenza di eventuali effetti collaterali indotti dalla chemioterapia a base di cisplatino in pazienti con diverse tipologie di cancro(tumori del polmone non a piccole cellule, tumori del polmone a piccole cellule, tumori uroteliali, tumori ginecologici, tumori delle vie biliari).