Biomarkerii sanguini, instrument promițător pentru detectarea leziunilor cardiace în terapia cancerului

Inhibitorii punctelor de control imun (ICI) au revoluționat tratamentul oncologic, oferind rate remarcabile de supraviețuire în numeroase tipuri de cancer. Totuși, aceste terapii pot declanșa reacții adverse severe, de natură autoimună, care afectează țesuturi sănătoase. Una dintre cele mai periculoase este miocardita indusă de ICI - o inflamație acută a mușchiului cardiac cu o mortalitate de până la 40%.

Diagnosticul precoce al acestei complicații este dificil: imagistica cardiacă nu oferă sensibilitate suficientă, iar biopsia endomiocardică este invazivă și riscantă. În acest context, o echipă de cercetători de la Universitatea Stanford, condusă de dr. Alireza Raissadati și dr. Sean Wu, a dezvoltat o metodă noninvazivă inovatoare pentru identificarea miocarditei asociate tratamentelor cu ICI - biopsia lichidă bazată pe ARN mesager liber (cell-free mRNA, cf-mRNA). Rezultatele au fost publicate recent în revista Journal of Clinical Investigation.

Context: mecanismele imunologice ale miocarditei induse de ICI

Miocardita asociată inhibitorilor punctelor de control imun este o reacție adversă imună rară, dar letală. Aceasta este cauzată de o hiperactivare a sistemului imun, în care limfocitele T citotoxice CD8+ - mai precis subpopulația Temra CD8+ - devin autoreactive și infiltrează miocardul, producând leziuni inflamatorii. La nivel histologic, se observă infiltrate dense de limfocite și macrofage în țesutul cardiac.

Instrumentele diagnostice actuale - markerii serici nespecifici, imagistica prin rezonanță magnetică și biopsia cardiacă - fie nu pot identifica boala în stadiu incipient, fie implică riscuri majore. Astfel, nevoia pentru biomarkeri noninvazivi, specifici țesutului cardiac, a devenit urgentă.

Despre studiu

Echipa de la Stanford a propus o metodă inovatoare bazată pe profilarea ARN-ului mesager liber din plasmă, care permite identificarea expresiei genice specifice unui țesut sau chiar unui tip celular - avantaj unic față de alte metode de biopsie lichidă precum cfDNA, miRNA sau markerii proteici. Prin analizarea cf-mRNA din sânge, cercetătorii pot detecta simultan:

• transcriptele provenite din celulele imune care atacă miocardul;
• transcriptele eliberate de cardiomiocite lezate, semn al deteriorării tisulare.

Această abordare oferă o imagine directă asupra modificărilor transcriptomice ce apar în timpul inflamației cardiace induse de ICI.

Cohorta de studiu

Studiul a inclus 22 de pacienți tratați cu ICI, împărțiți în trei grupuri:

• Grupul A – pacienți tratați cu ICI fără reacții adverse imune;
• Grupul B – pacienți cu reacții imune extracardiace;
• Grupul C – pacienți cu miocardită asociată ICI, diagnosticată conform criteriilor Bonaca și International Cardio-Oncology Society.

O cohortă externă de validare a inclus 6 pacienți suplimentari cu ICI-miocardită și 30 de persoane sănătoase drept controale.

Metodologie

Platforma cf-mRNA dezvoltată a permis analiza cantitativă a expresiei genice din probe de sânge și a oferit un nivel ridicat de fidelitate și reproducibilitate. Secvențierea ARN-ului liber a evidențiat un set de 10.718 gene diferențial exprimate între pacienții tratați cu ICI și controalele sănătoase. Analiza prin Ingenuity Pathway Analysis (IPA) a arătat activarea predominantă a căilor de răspuns imun (inclusiv procesul mediat de CCL5) și a unor căi oncogenice.

Comparând pacienții cu miocardită (grup C) cu cei fără reacții adverse (grup A), cercetătorii au identificat 1.222 gene diferențial exprimate, dintre care multe implicate în contracția și conducerea electrică a cardiomiocitelor. Dintre genele notabile s-au remarcat MYH6 (antigen specific miocardic) și CCL5 (citokină proinflamatorie).

Rezultate

1. Identificarea unui răspuns imun specific

Analiza cf-mRNA a fost corelată cu datele de single-cell RNA-Seq din celulele mononucleare sangvine (PBMC) ale pacienților tratați cu ICI. Rezultatele au arătat o creștere semnificativă a semnăturilor transcriptomice CD8+ și, în special, a celulelor Temra CD8+ la pacienții cu miocardită, confirmând ipoteza unui răspuns imun citotoxic țintit asupra inimii.

2. Detectarea leziunilor cardiace specifice

Profilarea cf-mRNA a arătat o expresie crescută a semnăturilor genice cardiomiocitare și a celulelor de sistem de conducere la pacienții cu ICI-miocardită, ceea ce demonstrează că deteriorarea cardiacă poate fi detectată noninvaziv prin analiza transcriptomului circulant.

3. Crearea unui panou diagnostic de 6 gene

Prin compararea diferențelor de expresie între grupurile C, A și B, cercetătorii au identificat un panou de 6 gene diagnostice specifice pentru miocardita indusă de ICI:

• Gene cardiace: ZNF385B, CADM2, AQP7;
• Gene imune: B2M, IFITM2, CCL5.

Acest clasificator genetic a depășit în performanță panourile nesupravegheate de 37 de gene, oferind senzitivitate și specificitate superioare în diferențierea pacienților cu ICI-miocardită de cei cu alte reacții imune.

Interpretare

Rezultatele acestui studiu demonstrează că cf-mRNA este un biomarker revoluționar pentru evaluarea reacțiilor adverse imunologice la terapiile oncologice. Spre deosebire de markerii tradiționali (proteine, cfDNA, miRNA), cf-mRNA permite o cartografiere detaliată, la nivel de celulă, a țesuturilor afectate.

Prin combinarea tehnologiei cf-mRNA cu analize de învățare automată, cercetătorii au reușit să distingă semnăturile moleculare ale inflamației cardiace de cele ale altor reacții imunologice. Astfel, biopsia lichidă pe bază de ARN mesager liber oferă o perspectivă unică pentru diagnosticarea timpurie și monitorizarea răspunsului imun specific tratamentului oncologic.

Implicații clinice și direcții viitoare

Implementarea acestei tehnologii ar putea permite:

• identificarea precoce a pacienților la risc de miocardită indusă de ICI;
• ajustarea rapidă a tratamentului imunoterapic pentru reducerea mortalității;
• extinderea utilizării cf-mRNA în alte boli inflamatorii sau autoimune.

Autorii subliniază însă necesitatea unor studii de validare pe cohorte extinse și a unei standardizări a procedurilor de prelucrare pentru a facilita aplicarea clinică.

Concluzii

Biopsia lichidă bazată pe ARN mesager liber oferă o abordare noninvazivă și extrem de specifică pentru diagnosticarea miocarditei induse de inhibitorii punctelor de control imun. Identificarea unui panou de 6 gene capabile să distingă această complicație de alte reacții imunologice deschide calea spre o medicină de precizie în cardio-oncologie.

Prin integrarea cf-mRNA cu algoritmi de inteligență artificială și profilare multiomică, viitoarele cercetări pot transforma această metodă într-un instrument clinic standard pentru diagnosticarea precoce și managementul personalizat al reacțiilor imunoterapiei oncologice.