Analisi proteomica e metabolomica delle vescicole extracellulari da liquido cerebrospinale da drenaggio extraventricolare in pazienti pediatrici con medulloblastoma

Abstract

Il medulloblastoma è una neoplasia pediatrica comune del sistema nervoso centrale la cui sopravvivenza dipende dalla diagnosi precoce e dallo sviluppo di trattamenti efficaci. È importante identificare molecole che possano agire come biomarcatori di malattia residua e recidiva. È stato analizzato il profilo proteomico del liquido cefalorachidiano ottenuto da drenaggio extraventricolare. Sono stati analizzati e confrontati i dati di campioni di pazienti con MB pediatrico e controlli, consentendo l'identificazione di due proteine, SLC27A1 e LMNB1, che sarebbero rispettivamente sotto- e sovraespresse e potrebbero massimizzare la discriminazione tra i diversi gruppi di test. È stato osservato che molte proteine della fosforilazione ossidativa e del ciclo di Krebs erano espresse nelle EV di tutti i campioni analizzati. È stato quindi analizzato il profilo metabolico delle vescicole extracellulari, ottenute da EVD-CSF, riconoscendo che queste giocano un ruolo fondamentale non solo per caratterizzare meglio il tumore stesso, ma anche per comprendere le caratteristiche delle cellule progenitrici del tumore. A tal fine, sono stati determinati il consumo di ossigeno e la sintesi di ATP, nonché i possibili segnali di stress ossidativo nei lipidi di membrana. Ciò è stato fatto attraverso l'approccio della biopsia liquida, che non solo rappresenta un metodo di campionamento non invasivo (le EV possono essere isolate da vari fluidi biologici come il liquido cerebrospinale, il sangue, l'urina e il latte materno), ma permette anche di analizzare meglio l'evoluzione molecolare del tumore durante il trattamento, a differenza della valutazione statica fornita dalle biopsie dei tumori solidi. Questo approccio è innovativo e potrebbe aprire la strada a nuovi approcci terapeutici e a una maggiore conoscenza della patologia stessa. L'obiettivo finale è garantire una diagnosi precoce e offrire trattamenti sempre più mirati per aumentare l'aspettativa di vita dei pazienti pediatrici.

Medulloblastoma represents a common paediatric malignancies of the central nervous system, whose survival depends on its early diagnosis and the development of effective and targeted treatments. The importance of identifying molecules that can act as biomarkers of residual and recurrent disease emerges. The proteomic profile of cephalorachidian fluid obtained from extraventricular drainage, which would also have been treated as waste material, was analysed. Through this work, data from samples from paediatric MB patients and control samples were analysed and compared, allowing the identification of two proteins, SLC27A1 and LMNB1, which would be underexpressed and overexpressed respectively, and could maximise discrimination between the different test groups. It was observed that many proteins of the oxidative phosphorylation and Krebs cycle were expressed in the EVs from all of the samples examined. From here, the metabolic profile of extracellular vesicles, obtained from EVD-CSF, was then analysed, recognising that the latter play a fundamental role not only in better characterising the tumour itself, but also in understanding the characteristics of tumour progenitor cells. To this end, oxygen consumption and ATP synthesis were determined, as well as possible oxidative stress signals in membrane lipids. This was done by means of the liquid biopsy approach, which not only represents a non-invasive sampling method (EVs can be isolated from various biological fluids such as cerebrospinal fluid, blood, urine and breast milk), but also allows to better analyse the molecular evolution of the tumour during treatment, unlike the static evaluation provided by solid tumour biopsies. This approach is innovative and could pave the way for new therapeutic approaches and for greater knowledge of the pathology itself. The ultimate aim is to ensure early diagnosis and to offer increasingly targeted treatments to increase the life expectancy of paediatric patients.