La biopsia liquida nel melanoma: comprendere il valore prognostico e predittivo delle cellule di melanoma circolanti, del DNA tumorale circolante e delle vescicole extracellulari

Melanoma is characterized by an inter- and intra- tumor heterogeneity. Although the advent of targeted/immune- therapy has significantly improved patient outcome, the occurrence of resistance makes the monitoring of tumor genomic profile mandatory. In this context, the liquid biopsy is promising since it is a non-invasive procedure that allows a rapid and repeatable sampling, thus enabling a longitudinal monitoring of the disease. In addition, the analysis of the different liquid biopsy components, i.e., ctDNA, CTCs (Circulating Tumor Cells) and EVs, allows to overcome the problems connected with tumor heterogeneity by enabling the investigation of the entire, systemic, disease. For these reasons, in this thesis were inspected the prognostic and predictive potentials of the circulating tumor DNA and of extracellular vesicles. Moreover, a cocktail of antibodies has been developed to isolate circulating tumour cells more effectively. From the collected results, it is evident that the concentrations of both the circulating tumor DNA and extracellular vesicles are indicative of a more advanced stage of the disease and of an eventual resistance to therapy. On the other hand, the antibody cocktail designed has given excellent results, managing to isolate a much higher percentage of CMCs than the gold standard used so far. In the future, it will be crucial to establish standard procedures for conducting liquid biopsies. Additionally, by examining the attributes of ctDNA, CMCs, and Evs, we could obtain longitudinal disease monitoring and genetically characterisation of the tumour. This could significantly assist clinicians not only in determining the correct therapy, but also in monitoring and successfully overcoming resistance.

Il melanoma è caratterizzato da un'eterogeneità inter- e intra-tumorale. Sebbene l'avvento di immunoterapie e terapie target abbia migliorato significativamente l'esito dei pazienti, l'insorgenza di resistenze rende obbligatorio il monitoraggio del profilo genomico del tumore. In questo contesto, la biopsia liquida è promettente in quanto è una procedura non invasiva che consente un campionamento rapido e ripetibile, permettendo così un monitoraggio longitudinale della malattia. Inoltre, l'analisi delle diverse componenti della biopsia liquida, ovvero ctDNA, CTC (Cellule Tumorali Circolanti) ed EV, permette di superare i problemi legati all'eterogeneità del tumore, consentendo di indagare l'intera malattia sistemica. Per questi motivi, in questa tesi sono state esaminate le potenzialità prognostiche e predittive del DNA tumorale circolante e delle vescicole extracellulari. Inoltre, è stato sviluppato un cocktail di anticorpi per isolare più efficacemente le cellule tumorali circolanti. Dai risultati ottenuti è evidente come le concentrazioni del ctDNA e delle vescicole extracellulari siano indicative di uno stadio più avanzato della malattia e di un eventuale resistenza alla terapia. Inoltre, il cocktail di anticorpi progettato riesce ad isolare una percentuale di CMCs maggiori rispetto al golden standard finora utilizzato. In futuro sarà cruciale stabilire delle procedure standard per condurre la biopsia liquida. Inoltre, esaminando le caratteristiche del ctDNA, delle CMCs e delle Evs, non solo potremmo ottenere un monitoraggio longitudinale della malattia ma potremmo ottenere anche una caratterizzazione genetica. Ciò aiuterebbe i clinici non solo a determinare la terapia corretta sin da subito ma anche a monitorare e, di conseguenza, arginare eventuali resistenze.