Monitoraggio dinamico di cfDNA e instabilità cromosomica mediante biopsia liquida in pazienti affetti da carcinoma polmonare a piccole cellule in stadio avanzato e in trattamento con chemioimmunoterapia

SCLS, small cell lung cancer, is a neuroendocrine neoplasm, representing 15% of all lung tumors, closely associated with tobacco use. It is a tumor characterized by high aggressiveness, high metastatic capacity and an unfavorable prognosis, peculiarities that still make it a great challenge. Liquid biopsy, an emerging method, offers numerous advantages compared to tissue biopsy, such as: temporal repeatability, reduced invasiveness and low economic cost. This study analyzes the role of cfDNA and chromosomal instability as predictive biomarkers of response to chemoimmunotherapy treatment, in a sample of 33 patients with advanced stage SCLS. The primary objective is to compare the values of the biomarkers with the PFS; the secondary endpoints, instead, compare the biomarkers with the OS and the metastatic spread of SCLC. The study involves serial sampling at the four agreed time points (T0 diagnosis, T1 first cycle, T2 second cycle and T3 disease progression) with subsequent analyses using NGS and RT-PCR techniques, to extract and quantify cfDNA and to evaluate the presence of chromosomal instability. The results have shown that patients at T0 have high cfDNA concentrations (89.7 ng/mL), with a marked reduction observed after the first two cycles of therapy (T1: 27.5 ng/mL; T2: 28.2 ng/mL). However, in the progression phase (T3), an increase in concentrations occurs (94.6 ng/mL), suggesting a direct correlation with the progression of the disease. Among the intervals analyzed, T2-T0 is the only one to show a statistically significant correlation between PFS and OS with respect to cfDNA concentrations: PFS and OS are longer in patients with Δ(T2-T0) higher than the median, 7.2 months and 11.6 months, respectively, compared to 4.8 months and 6.5 months in patients with Δ(T2-T0) lower than the median (p <0.05). The analysis of chromosomal instability showed that 91% of patients at T0 had a CIN profile, associated with a lower PFS and OS compared to patients with chromosomal stability, especially at time points T1 and T2 (p < 0.05). Finally, the analysis of metastatic spread highlighted a correlation between high cfDNA values and a more widespread metastatic disease, although this difference was not significant. Specifically, patients with liver metastases had extremely high cfDNA concentrations compared to patients with no disease (261.6 ng/mL vs 50 ng/mL, p < 0.05), while for brain disease the differences were not statistically significant. Finally, multivariate analysis confirmed that the number of metastatic sites >3 was a negative prognostic factor for both PFS and OS (p < 0.05). These findings established the fundamental role of cfDNA and chromosomal instability as crucial biomarkers in the management of SCLC.

Il SCLS, carcinoma polmonare a piccole cellule, è una neoplasia neuroendocrina, rappresentante il 15% di tutti i tumori polmonari, strettamente associata al consumo di tabacco. È un tumore caratterizzato da un’alta aggressività, un’elevata capacità metastatica ed una prognosi sfavorevole, peculiarità che lo rendono tutt’oggi una grande sfida. La biopsia liquida, metodica emergente, offre numerosi vantaggi rispetto alla biopsia tissutale, come: ripetibilità temporale, ridotta invasività e basso costo economico. Questo studio analizza il ruolo del cfDNA e dell’instabilità cromosomica come biomarcatori predittivi di risposta al trattamento chemioimmunoterapico, in un campione di 33 pazienti con SCLS in stadio avanzato. L’obiettivo primario è confrontare i valori dei biomarcatori con la PFS; gli endpoint secondari, invece, confrontano i biomarcatori con la OS e la diffusione metastatica del SCLC. Lo studio prevede prelievi seriati nei quattro time points concordati (T0 diagnosi, T1 primo ciclo, T2 secondo ciclo e T3 progressione della malattia) con successive analisi tramite tecniche di NGS e RT-PCR, per estrarre e quantificare il cfDNA e per valutare la presenza di instabilità cromosomica. I risultati hanno dimostrato che, i pazienti al T0, presentano concentrazioni di cfDNA elevate (89,7 ng/mL), con una marcata riduzione osservata dopo i primi due cicli di terapia (T1: 27,5 ng/mL; T2: 28,2 ng/mL). Tuttavia, in fase di progressione (T3), si verifica un aumento delle concentrazioni (94,6 ng/mL), suggerendo una correlazione diretta con l’avanzamento della malattia. Tra gli intervalli analizzati, T2-T0 è l’unico a mostrare una correlazione statisticamente significativa tra la PFS e la OS rispetto alle concentrazioni di cfDNA: PFS ed OS risultano maggiori nei pazienti con Δ(T2-T0) superiore alla mediana, rispettivamente 7,2 mesi e 11,6 mesi, contro i 4,8 mesi e 6,5 mesi nei pazienti con Δ(T2-T0) inferiore alla mediana (p <0,05). L’analisi dell’instabilità cromosomica ha mostrato che il 91% dei pazienti al T0 presenta un profilo CIN, associato ad una PFS e OS inferiore rispetto ai pazienti con stabilità cromosomica, specialmente nei time points T1 e T2 (p < 0,05). Infine, l'analisi della diffusione metastatica ha evidenziato una correlazione tra alti valori di cfDNA ed una più diffusa malattia metastatica, sebbene questa differenza non risulti significativa. Nello specifico, i pazienti con metastasi epatiche presentano concentrazioni di cfDNA estremamente elevate rispetto ai pazienti con malattia assente (261,6 ng/mL vs 50 ng/mL, p < 0,05), mentre per la malattia cerebrale le differenze non sono risultate statisticamente significative. In ultimo, l’analisi multivariata ha confermato che il numero di sedi metastatiche >3 risulta essere un fattore prognostico negativo sia per la PFS sia per la OS (p < 0,05). Queste risultanze hanno determinato il ruolo fondamentale del cfDNA e dell’instabilità cromosomica come biomarcatori cruciali nella gestione del SCLC.