Caratterizzazione del profilo proteomico e dell'espressione di microRNA del liquido cefalorachidiano di pazienti affetti da glioma di alto grado

Abstract

I gliomi di alto grado rappresentano i tumori cerebrali più aggressivi, caratterizzati da una elevata mortalità indipendentemente dal tipo di trattamento offerto (chirurgia, chemioterapia, radioterapia o terapie a bersaglio molecolare). Ad oggi la biopsia tissutale rimane ancora il "gold standard" per la valutazione istologica e molecolare di queste neoplasie, ma si sta sempre più affermando l'applicazione della biopsia liquida quale alternativa diagnostica sensibile e non invasiva. In particolare, è di grande importanza l'utilizzo del liquor come fluido biologico da analizzare, grazie alla sua stretta vicinanza alle patologie e alle neoplasie che possono colpire il tessuto cerebrale. L'obiettivo di questo studio è approfondire la caratterizzazione dei gliomi e ricercare possibili biomarcatori studiabili tramite biopsia liquida con finalità prognostiche e potenzialmente di diagnosi precoce e non invasiva. Sono stati analizzati campioni di liquor di 12 pazienti affetti da glioma di alto grado e di 11 controlli (principalmente casi di idrocefalo normoteso) e, utilizzando tecniche sperimentali innovative, sono stati caratterizzati il profilo dei miRNA (mediante tecnologia Nanostring) e il profilo proteomico (mediante spettrometria di massa). I risultati hanno mostrato 8 miRNA specifici significativamente downregolati nel liquor di pazienti affetti da glioma di alto grado rispetto ai controlli (hsa-miR548aa, hsa-miR-548ar-5p, hsa-miR-548n, hsa-miR-549a-3p, hsa-miR-644a, hsa-miR-1246, hsa-miR-1290, hsa-miR-4536-5p). Inoltre, è stato identificato un pannello di 10 proteine upregolate nei pazienti oncologici rispetto ai controlli (ALDH9A1, ANXA4, APEH, APOD, DYNC1H1, FAH, MASP1, MMRN1, TTN, ZMYND11). I risultati ottenuti hanno evidenziato che le proteine upregolate nel liquor dei pazienti tumorali sono anche target di almeno uno dei miRNA downregolati negli stessi campioni: ciò suggerisce un possibile network regolatorio tra i miRNA e le proteine caratteristico del glioma.

High-grade gliomas represent the most aggressive brain cancers, characterized by high mortality, no matter what the chosen treatment is (surgery, chemotherapy, radiotherapy, or targeted therapy). Nowadays, tissue biopsy is still the ‘gold standard’ for the histological and molecular assessment of these tumours, but the use of liquid biopsy as a sensitive and non-invasive diagnostic method is increasingly applied. Specifically, the study of the CSF as chosen biofluid to be analysed is very important, thanks to its proximity to diseases and cancers affecting the cerebral tissue. The aim of this study is to deepen the characterization of these cancers and to look for possible biomarkers which could be studied using liquid biopsy, in order to get prognostic information and maybe an early and non-invasive diagnosis for these tumours. Samples of CSF taken from 12 patients affected by high-grade gliomas and from 11 controls (mainly cases of normotensive hydrocephalus) were analysed and, thanks to innovative experimental techniques, it was possible to describe the miRNA signature (using Nanostring Technologies) and the proteomic profile (using Mass Spectrometry), too. Results showed 8 specific miRNAs that were significantly down-regulated in samples of CSF taken from patients affected by high-grade glioma, compared to the controls (hsa-miR-548aa, hsa-miR-548ar-5p, hsa-miR-548n, hsa-miR-549a-3p, hsa-miR-644a, hsa-miR-1246, hsa-miR-1290, hsa-miR-4536-5p). Moreover, a core panel of 10 up-regulated proteins was identified in the oncologic patients, unlike controls who suffered only from normal pressure hydrocephalus (ALDH9A1, ANXA4, APEH, APOD, DYNC1H1, FAH, MASP1, MMRN1, TTN, ZMYND11). The so obtained outcomes clearly remarked that every up-regulated protein is targeted by at least one of the down-regulated miRNAs, in the same samples: this evidence suggests a possible regulatory network between miRNAs and proteins, which is typical of glioma.