ROLE OF CHROMOGRANIN A-DERIVED FRAGMENTS AND OTHER BIOMARKERS IN PANCREATIC NEOPLASMS: FOCUS ON NEUROENDOCRINE TUMORS

Introduzione: La mancanza di biomarcatori validi rappresenta un'importante esigenza clinica nell’ambito delle neoplasie neuroendocrine pancreatiche (PanNEN). La cromogranina A (CgA) è il biomarcatore neuroendocrino più comunemente utilizzato, nonostante le rilevanti limitazioni legate alla sensibilità variabile, alla scarsa specificità ed alla mancanza di standardizzazione del suo dosaggio. Sono pertanto necessari nuovi biomarcatori al fine migliorare la diagnosi, predire la ricorrenza di malattia e valutare la risposta ai trattamenti. In questo progetto abbiamo studiato il ruolo dei frammenti derivati dalla CgA come biomarcatori nelle PanNEN, concentrandoci sul peptide N-terminale chiamato vasostatina-1 (VS-1). Anche un biomarcatore multianalita, NETest, è stato valutato nell’ambito delle PanNEN. Inoltre, considerato il ruolo dei frammenti derivati dalla CgA nella biologia vascolare dei tumori, la loro espressione tissutale è stata correlata con caratteristiche patologiche di aggressività in campioni di PanNEN. Infine, il ruolo dei frammenti della CgA è stato studiato anche nel contesto dell'adenocarcinoma duttale pancreatico (PDAC). Metodi: Il progetto è stato sviluppato secondo diverse attività: 1) I frammenti derivati dalla CgA e la CgA totale sono stati misurati in pazienti sottoposti ad intervento chirurgico per PanNEN; 2) Il NETest è stato valutato come biomarcatore per predire l'efficacia della resezione chirurgica in pazienti con PanNEN; 3) Il sito di clivaggio della CgA così come l'espressione tissutale dei frammenti derivati dalla CgA sono stati oggetto di studio; 4) Il ruolo prognostico della frammentazione della CgA è stato valutato in pazienti con PDAC. Risultati: Obiettivo 1. I livelli plasmatici di VS-1 sono significativamente correlati con le dimensioni del tumore, le caratteristiche di aggressività e il rischio di recidiva di malattia in pazienti con PanNEN localizzate non funzionanti (NF). La VS-1 non è influenzata dal trattamento con inibitori di pompa protonica. Obiettivi 2-3. La VS-1 è in grado di valutare precocemente l'efficacia chirurgica nei pazienti con NF-PanNET, specialmente in quelli con tumori aggressivi. La CgA totale, la vasostatina-2 e la pancreastatina non sono risultati utili in questo contesto. Obiettivo 4. Il NETest sembra in grado di fornire precocemente una corretta valutazione dello stato di malattia dopo resezione chirurgica in pazienti affetti da PanNEN. Obiettivo 5. Il clivaggio della CgA avviene all'interno delle cellule tumorali neuroendocrine. Una elevata espressione tissutale di VS-1 sembra essere un marker di differenziazione del tumore. Obiettivo 6. La scissione della CgA nella regione C-terminale è incrementata nel PDAC ed è associata a peggiore prognosi. Conclusioni: La VS-1 è stato identificata come un promettente biomarcatore per i pazienti affetti da PanNEN. La frammentazione C-terminale della CgA è incrementata nel PDAC, mentre la scissione N-terminale sembra essere più rilevante nelle PanNEN. Se la frammentazione della CgA sia solo un epifenomeno o svolga un ruolo nella biologia vascolare delle PanNEN resta un punto aperto.

Introduction: The lack of valid biomarkers represents a major unmet clinical need in pancreatic neuroendocrine neoplasms (PanNENs). Chromogranin A (CgA) is the most commonly measured PanNEN biomarker, despite relevant limitations related to variable sensitivity, poor specificity and lack of assay standardization. Therefore, novel biomarkers are needed to improve diagnosis, detect disease recurrence and assess treatment response. In this project, the role of CgA-derived fragments as PanNEN biomarkers was investigated, focusing on the N-terminal peptide vasostatin-1 (VS-1). A multianalyte biomarker, NETest, was also assessed as PanNEN biomarker. Given the role of CgA-derived fragments in tumor vascular biology, their tissue expression was correlated with pathological features in PanNENs. Finally, the role of CgA-derived fragments was investigated in the setting of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). Methods: The project was developed according to different tasks: 1) CgA-derived fragments and total-CgA were measured in patients who underwent surgery for PanNENs; 2) NETest was evaluated as biomarker evaluate the efficacy of surgical resection in patients with PanNENs; 3) The site of CgA cleavage was investigated and CgA-derived fragments tissue expression was assessed; 4) The role of CgA fragmentation in terms of prognosis was assessed in patients with PDAC. Results: Aim 1. VS-1 is significantly correlated with tumor size, aggressiveness features and risk of disease relapse in patients with localized non-functioning (NF) PanNENs. VS-1 is not affected by proton pump inhibitors treatment. Aims 2-3. VS-1 is able to early assess surgical effectiveness in patients with NF-PanNETs, especially in those with aggressive tumors. Total-CgA, VS-2 and pancreastatin are not useful in this context. Aim 4. NETest seems able to provide a proper evaluation of the initial postoperative disease status in setting of PanNENs. Aim 5. CgA processing occurs within neuroendocrine tumor cells. VS-1 tissue expression is a marker of tumor differentiation. Aim 6. C-terminal CgA cleavage is enhanced in PDAC and it is associated with poorer survival outcomes. Conclusions: VS-1 has been identified as a promising biomarker for PanNENs. CgA C-terminal fragmentation is enhanced in PDAC, whereas N-terminal cleavage seems more relevant in PanNENs. Whether CgA fragmentation in PanNENs is just a disease epiphenomenon or plays a role in tumor vascular biology remains an open point.