Metodiche di biopsia liquida per lo studio dei riarrangiamenti e delle mutazioni secondarie del gene ALK nei pazienti con adenocarcinoma polmonare.

Lung cancer is the leading cause of cancer death in the world with 2.2 million new cases and 1.8 million deaths in 2020, according to GLOBOCAN 2020[1]. In Italy in 2022, the most recent data, estimated 43900 new cases of lung cancer, making it the 2° most frequent cancer in men and the 3° in women.[3] The current gold-standard for lung cancer diagnosis is the anatomopathological analysis of tissue specimens with related molecular tests for possible driver mutations. For every new diagnosis of non-squamous NSCLC in advanced stages, the international guidelines (NCCN[15] and ESMO[16]) recommend the analysis of actionable molecular markers for targeted therapy. The latest update of the NCCN[15] guidelines recommends the analysis of the following molecular markers: EGFR (exons 18-21), fusions for ALK, ROS1 and RET, MET mutations and amplifications (exon 14 skipping), NTRK 1/2/3 rearrangements, mutational status for BRAF V600, KRAS mutations (especially G12C) and HER2 status. It also recommends the analysis for PD-L1 expression for immunotherapy. The analysis of this molecular panel requires a correct biopsy sampling with sufficient and adequate material. According to a recent study, at least 30 % of tissue biopsies is considered to be inadequate to test for all the molecular biomarkers recommended by the international guidelines due to lack of tissue or other reasons.[68] Moreover, very often, the patients’ clinical conditions do not allow for repeated biopsies with invasive procedures due to high collateral risks. To tackle this problem, the last few years have seen many new studies about the role of the ctDNA-based liquid biopsy as an assisting tool for the molecular characterization of lung cancers and its secondary lesions (metastasis). The ctDNA, since it is shed from all the cancer sites, allows a perfect representation of the tumor clonal heterogeneity. In the last few years, many studies[74,76,78] compared the sensibilities of liquid and tissue biopsies in the assessment of all the molecular markers approved by the international guidelines for lung cancers. The “Instituto Oncologico Veneto-IOV”, in turn, wanted to give its contribution in the study of the liquid biopsy as a companion tool for the molecular characterization of lung cancers with a new study, called ARMONY. The main intent of this dissertation is to present the first data of the ARMONY study, whose primary goal is to compare the sensibility of liquid biopsy vs tissue biopsy in the molecular characterization of ALK-rearranged NSCLC. Moreover, this paper will highlight the role of the liquid biopsy in the assessment of on-target resistant mutations, virtually occurring in every patient during treatment with ALK-inhibitors. To corroborate the clinical potential of the liquid biopsy and its growing role in the diagnostic world, this thesis will present an emblematic case-report of a patient treated at IOV.

Il tumore del polmone è la principale causa di morte per tumore nel mondo con circa 2.2 milioni di nuovi casi e 1.8 milioni di decessi nel 2020 secondo i dati pubblicati su GLOBOCAN[1]. A livello italiano, i dati più aggiornati del 2022, stimavano circa 43900 nuove diagnosi di tumore del polmone facendone la 2° neoplasia più frequente negli uomini e la 3° nelle donne[3]. Il gold-standard per la diagnosi del tumore del polmone è l’analisi anatomopatologica eseguita su biopsia tissutale con annessi esami molecolari per individuare eventuali mutazioni driver. Ad ogni nuova diagnosi di NSCLC non squamoso in stadio avanzato le linee guida mondiali (NCCN[15] ed ESMO[16]) raccomandano l’analisi di una serie di marcatori molecolari azionabili da nuovi farmaci a bersaglio specifico. L’ultima versione delle linee guida, emanate dal NCCN[15], raccomanda l’analisi dei seguenti marker molecolari: EGFR (soprattutto esoni 18-21), fusioni di ALK, ROS1 e RET, amplificazioni e mutazioni di MET (skipping esone 14), riarrangiamenti di NTRK 1/2/3, stato mutazionale di BRAF V600, mutazioni di KRAS (soprattutto G12C) e di HER2. A questi si aggiunge la valutazione dell’espressione di PD-L1 per eventuale immunoterapia. L’analisi di questo pannello di marker molecolari richiede un corretto campionamento bioptico con una quantità di materiale biologico sufficientemente adeguata. Secondo alcune recenti stime circa il 30 % delle biopsie tissutali risulterebbe inadeguata per testare tutti i marker molecolari raccomandati a causa della scarsità del materiale bioptico o a causa dell’inadeguatezza dello stesso.[68] Inoltre, molto spesso, le condizioni generali del paziente non permettono l’esecuzione di biopsie tissutali ripetute con metodiche invasive visto l’elevato numero di rischi a cui potrebbe andare in contro il paziente durante e dopo la procedura. Per risolvere questo problema, negli anni, si è cominciato ad indagare il ruolo della biopsia liquida ctDNA-based come ausilio diagnostico nella caratterizzazione molecolare inziale delle neoplasie polmonari e soprattutto nella caratterizzazione molecolare delle lesioni secondarie. Il ctDNA, essendo liberato da tutte le lesioni tumorali presenti in un paziente, permette di avere una rappresentazione globale dell’eterogeneità clonale della neoplasia. Negli anni, molti studi[74,76,78] si sono posti come obbiettivo quello di confrontare la sensibilità della biopsia liquida e della biopsia tissutale nell’individuazione dei vari marcatori tumorali previsti dalle linee guida mondiali. Lo IOV di Padova, a sua volta, ha voluto dare il suo contributo nella valutazione di tali metodiche di biopsia liquida attraverso lo studio ARMONY. Lo scopo di questa tesi è quello di presentare i primi dati provenienti dallo studio ARMONY, il cui obiettivo primario è quello di confrontare la sensibilità della biopsia liquida vs biopsia tissutale nella diagnosi dei riarrangiamenti del gene di ALK in pazienti con diagnosi di NSCLC ALK-riarrangiato. Questa dissertazione di tesi vuole inoltre valutare il ruolo della biopsia liquida nello studio delle mutazioni di resistenza ai vari ALK-inibitori che, virtualmente, prima o poi, si presentano in tutti i pazienti in terapia con questa particolare classe di farmaci. Per dimostrare il potenziale clinico della biopsia liquida ed il ruolo che sta assumendo sempre di più a livello diagnostico sarà presentato anche un case-report emblematico di un paziente seguito presso lo IOV di Padova.