Translational Oncology
La Unit Translational Oncology è coordinata dalla Dr.ssa Paola Ulivi.
Il gruppo di Oncologia Traslazionale si occupa principalmente di ricerca applicata al paziente, con una finalità volta primariamente alla personalizzazione del trattamento. Tumori che insorgono nello stesso organo possono essere completamente diversi da paziente a paziente e di conseguenza rispondere in modo molto diverso ai trattamenti farmacologici. La caratterizzazione molecolare del tumore permette di definire gruppi di pazienti con diversa prognosi e con diversa risposta alle terapie, consentendo di poter personalizzare il trattamento sulla base del profilo molecolare identificato.
La Unit svolge attività di ricerca traslazionale nell’ambito dei tumori solidi, in particolare tumori polmonari, tumori del tratto gastroenterico, tumori del tratto uro-ginecologico, tumore della mammella, secondo le seguenti principali linee di ricerca:
- Identificazione di biomarcatori sia a livello del tessuto tumorale che a livello di sangue periferico e di altri fluidi biologici (biopsia liquida) utili per la diagnosi, prognosi, predizione di risposta alla terapia e monitoraggio del tumore.
- Utilizzo della biopsia liquida nelle sue varie forme (DNA circolante, microRNA circolanti, RNA circolante, cellule tumorali circolanti, vescicole extracellulari, piastrine) come metodo di caratterizzazione del tumore, valutazione e monitoraggio della malattia minima residua, identificazione dei meccanismi di resistenza alle terapie.
- Sviluppo di modelli multi parametrici basati su approcci di intelligenza artificiale e apprendimento federato in grado di integrare fattori biologici, clinici e radiologici allo scopo di creare algoritmi diagnostici, prognostici e/o predittivi.
- Studio della radiomica integrata alle caratteristiche molecolari del tumore.
- Studio della eterogeneità del tumore e del microambiente in relazione alla aggressività del tumore e alla risposta alla terapia.
- Studio di meccanismi di tumorigenesi e di progressione tumorale su modelli in vitro e in vivo
- Studio di meccanismi di resistenza e/o sensibilità ai farmaci su modelli in vitro e in vivo
- Studio di fattori genetici di predisposizione allo sviluppo tumorale in pazienti con storia familiare di cancro
TRANSLATIONAL ONCOLOGY PLATFORM
Caratterizzazione molecolare del tumore: vengono utilizzate tecnologie basate sul sequenziamento di nuova generazione (NGS) allo scopo di caratterizzare a livello molecolare il tessuto tumorale dei diversi tumori solidi oggetto di studio, allo scopo di identificare nuovi target farmacologici, studiare meccanismi di resistenza alle terapie e fattori di aggressività tumorale. Il tessuto tumorale viene caratterizzato a livello mutazionale mediante analisi dell’intero genoma, dell’esoma o mediante pannelli multigenici specifici, e a livello trascrizionale mediante analisi dell’intero trascrittoma e/o valutando l’espressione genica di specifici geni e/o pathways. Vengono inoltre utilizzate metodologie che consentono di analizzare l’eterogeneità del tumore, sia dal punto di vista mutazionale, trascrizionale e di espressione proteica. Sono in corso progetti di ricerca in questo ambito per il tumore polmonare non a piccole cellule, il microcitoma, il tumore della mammella, tumori del tratto gastroenterico quali il carcinoma del colon-retto, il carcinoma gastrico, i tumori epato bilio pancreatici, alcuni tumori del tratto uro-ginecologico quali il tumore della prostata e dell’ovaio.
Biopsia liquida: la caratterizzazione del tumore può essere fatta mediante metodologie minimamente invasive quali la biopsia liquida, che consiste nell’utilizzare diversi tipi di fluidi biologici per ottenere materiale tumorale da sottoporre alle analisi molecolari. Mediante tecnologie ad alta sensibilità quali l’NGS e la Digital PCR è possibile identificare e monitorare le alterazioni molecolari a livello degli acidi nucleici. Questo permette di monitorare l’evoluzione clonale del tumore durante il follow up o il trattamento dei pazienti, permettendo anche di identificare eventuali meccanismi di resistenza. Diverse forme di biopsia liquida vengono utilizzate e studiate: DNA libero circolante, cellule tumorali circolanti, vescicole extracellulari, piastrine, che possono essere isolati da sangue periferico ma anche da altre tipologie di fluidi biologici ottenibili in modo non invasivo (i.e. urine) o durante procedure chirurgiche e/o endoscopiche eseguite durante il percorso diagnostico/terapeutico del paziente (i.e. liquido pleurico, liquido ascitico, liquido biliare, succo pancreatico…ecc). Sono in corso progetti di ricerca basati sullo studio della biopsia liquida per il tumore polmonare non a piccole cellule, il microcitoma, il tumore della mammella, tumori del tratto gastroenterico quali il carcinoma del colon-retto, il carcinoma gastrico, i tumori epato bilio pancreatici, il tumore dell’esofago, alcuni tumori del tratto uro-ginecologico quali il tumore della prostata e del rene.
Integrazione di dati: vengono applicati modelli multi parametrici basati su approcci di intelligenza artificiale in grado di integrare fattori biologici, clinici e radiologici allo scopo di creare algoritmi diagnostici, prognostici o predittivi di risposta alle terapie. Tali metodologie vengono sviluppate in linea con le regolamentazioni legate alla privacy e alla tutela dei dati dei pazienti, applicando anche approcci di apprendimento federato e/o generazione di dati sintetici. I progetti di ricerca in corso che prevedono l’applicazione di tali modelli a vari livelli riguardano il tumore polmonare non a piccole cellule, il carcinoma del colon-retto, il carcinoma gastrico, il tumore della prostata.
Sviluppo di modelli di studio in vitro: dal materiale tumorale fresco del paziente, derivato da intervento chirurgico o procedure endoscopiche, vengono generati modelli in vitro utilizzati per studiare in modo più approfondito la biologia del tumore. Vengono generate colture primarie e/o organoidi che possono poi essere utilizzati per caratterizzazioni molecolari multilivello e per studi di farmaco sensibilità. Gli stessi modelli vengono creati dalle cellule tumorali circolanti, isolate in modo vitale dalla circolazione sanguigna del paziente. L’utilizzo di tali modelli in vitro viene poi integrato con studi su modelli animali quali zebrafish o modelli murini, in collaborazione con l’Animal Facility dell’IRST. I progetti di ricerca in corso che prevedono lo studio del tumore attraverso questi modelli sono relativi ai tumori del tratto epatobiliopancreatico (in particolare tumore del pancreas e colangiocarcinoma), tumore del colon-retto e microcitoma.
Tumori a predisposizione familiare: in collaborazione con l’unità di Diagnostica Molecolare Avanzata e predittiva germinale, vengono analizzati a livello genetico e molecolare pazienti con storia familiare di cancro, o con storia di tumore insorto in giovane età, ma che non presentano alterazioni genetiche riconosciute essere associate all’insorgenza del tumore stesso. Viene effettuata una profilazione ampia allo scopo di identificare alterazioni a livello germinale che possano essere responsabili dell’aumentata suscettibilità allo sviluppo del tumore. I progetti in corso in questo ambito riguardano principalmente il carcinoma gastrico, il carcinoma del colon-retto, il tumore della mammella e il tumore ovarico.
