Lo studio identifica le mutazioni genetiche che influenzano la resistenza e la sensibilità alle radiazioni

Lo studio identifica le mutazioni genetiche che influenzano la resistenza e la sensibilità alle radiazioni

Un nuovo studio della Northwestern Medicine identifica mutazioni genetiche comuni e rare che influenzano la resistenza e la sensibilità alle radiazioni, un passo importante verso una radioterapia più personalizzata ed efficace per i pazienti affetti da cancro.

A differenza delle più recenti terapie farmacologiche mirate che si basano sulla genomica del cancro di una persona, la radioterapia continua ad essere somministrata utilizzando programmi e dosaggi generici.

“La mancanza di inclusione di dati genetici nel trattamento con radiazioni è un’esigenza clinica significativa e insoddisfatta”, ha affermato l’autore corrispondente, il dottor Mohamed Abazeed, professore associato di radioterapia oncologica presso la Feinberg School of Medicine della Northwestern University e radioterapista oncologo della Northwestern Medicine.

"Queste informazioni ci consentiranno infine di calibrare meglio la dose di radiazioni per i pazienti in clinica", ha affermato Abazeed. "Possiamo somministrare dosi più elevate ai tumori più resistenti in base alle loro mutazioni genetiche e dosi più basse ai tumori più sensibili, permettendoci sia di migliorare l'efficacia del trattamento che di ridurre la tossicità. I ​​risultati accelerano un nuovo paradigma nel campo della radioterapia."

Lo studio è stato recentemente pubblicato su Clinical Cancer Research.

Studiando i tumori di 27 diversi tipi di cancro, i ricercatori hanno profilato 92 geni con 400 mutazioni uniche e hanno determinato l'influenza di questi geni sulla risposta alle radiazioni.

Hanno sviluppato un algoritmo computazionale in grado di individuare le mutazioni nei geni che potrebbero influenzare la sensibilità alle radiazioni. Gli scienziati hanno testato queste mutazioni introducendole in più cellule umane e ne hanno valutato gli effetti utilizzando la profilazione fenotipica di array ad alto volume.

La genomica del cancro ha stimolato i farmaci “proiettile d’argento”; La radioterapia è più complessa

"La genomica del cancro ha rivoluzionato il trattamento dei pazienti affetti da cancro dal punto di vista farmacologico negli ultimi dieci anni", ha affermato Abazeed, anche co-leader del programma sul cancro al polmone presso il Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center della Northwestern University. “Se si trova la giusta mutazione nel tumore di un paziente, ora ci sono una varietà di farmaci che possono colpire selettivamente quella mutazione e quindi quel tumore”.

"Ma la radioterapia non è stata in grado di trarre vantaggio da queste informazioni genetiche ora facilmente disponibili perché la relazione tra il genoma del cancro e la nostra terapia è più complessa. Ci sono molti geni che regolano la risposta alle radiazioni nei tumori umani. Sono necessari progetti su larga scala come il nostro per eliminare questa complessità e identificare bersagli genetici che siano clinicamente attuabili."

Avvicinamento alla clinica

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Abazeed e colleghi hanno testato diverse dosi di radioterapia basate sulla mutazione in “avatar di pazienti”, tumori umani cresciuti direttamente nei topi.

“Le nostre strategie sembrano funzionare su un sottoinsieme degli obiettivi che abbiamo identificato”, ha affermato Abazeed. Il prossimo passo sarà una sperimentazione clinica che testerà diverse dosi di radiazioni o combinazioni di radiazioni con altri farmaci in base ai cambiamenti genetici nei singoli tumori.

Possiamo usare queste informazioni per proteggere le persone dalle radiazioni ambientali?

I risultati forniscono inoltre importanti informazioni sulle interazioni tra il genoma umano e le radiazioni in relazione all’esposizione alle radiazioni ambientali.

Siamo tutti esposti a livelli relativamente bassi di radiazioni di fondo attraverso il suolo, l’aria, alcuni materiali da costruzione e il nostro cibo. Gli astronauti e i futuri viaggiatori spaziali possono essere esposti a radiazioni cosmiche significative. Esiste anche la possibilità di esposizione accidentale alle radiazioni a causa di un grave incidente nucleare o di una guerra. Comprendere le interazioni tra i nostri geni e l’esposizione alle radiazioni è fondamentale sia per la nostra evoluzione che per la nostra sopravvivenza come specie”.

Dr. Mohamed Abazeed, professore associato di radioterapia oncologica, Feinberg School of Medicine della Northwestern University

Abazeed e il suo team stanno studiando come alterare l'attività genetica per creare una maggiore resistenza alle radiazioni quando una persona è esposta alle radiazioni ambientali, e successivamente invertire questi interventi per prevenire effetti imprevisti sulla salute umana, comprese le preoccupazioni sullo sviluppo del cancro.

"Esistono potenziali opzioni per somministrare a qualcuno un farmaco per un breve periodo di tempo per attivare un gene che conferisce radioresistenza, quindi rimuovere il farmaco e ripristinare l'attività del gene al valore basale", ha affermato.

Altri autori del nordovest includono Priyanka Gopal, Titas Bera, Trung Hoang e Alexandru Buhimschi.

La ricerca è stata supportata dalle sovvenzioni R37CA222294 e P30CA060553 del National Cancer Institute del National Institutes of Health.

Fonte:

Università nordoccidentale

Riferimento:

Gopal, P., et al. (2022) Il panorama mutazionale della suscettibilità del cancro alle radiazioni ionizzanti. Ricerca clinica sul cancro. doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-22-1914.

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