Studio e ricerca di biomarcatori correlati con l’iponatriemia nei pazienti con tumore al polmone: genotipizzazione dei polimorfismi a singolo nucleotide ed analisi di espressione dei microRNA e dei recettori della vasopressina.

Hyponatremia is a clinical condition characterized by a serum sodium concentration greater than 136 mmol/L and is among the most commonly encountered electrolyte disorders in clinical practice. This electrolyte imbalance occurs frequently in cancer patients and has been shown to be associated with increased morbidity and mortality of patients, higher risk of hospital admissions, prolonged length of stay and increased costs in terms of hospitalization. The aim of this study is to identify biomarkers related with hyponatremic condition in lung cancer patients and also investigate their possible prognostic and predictive role. In this regard, the study was divided into a retrospective phase and a prospective phase, and expression analysis of microRNAs (miRNAs) and vasopressin receptors, such as Arginine Vasopressin Receptor 1A (AVPR1A), Arginine Vasopressin Receptor 1B (AVPR1B) and Arginine Vasopressin Receptor 2 (AVPR2), and genotyping analysis of 17 single nucleotide polymorphisms (SNPs) were conducted. SNPs considered in this study are rs2282018 (Arginine Vasopressin gene; AVP), rs11174811, rs7308855 (AVPR1A gene), rs11158358, rs2057482, rs1951795, rs2301113, rs10873142, rs12434438, rs11549465, rs11549467 (Hypoxia Inducible Factor 1 Subunit Alpha gene; HIF-1α), rs2010963, rs699947 (Vascular Endothelial Growth Factor A gene; VEGF-A), rs1870377, rs2305948 (Kinase Insert Domain Receptor gene; KDR), rs307826, rs307821 (Fms Related Receptor Tyrosine Kinase 4 gene; FLT4). The first phase of the study, the retrospective phase, was conducted on formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) tumor and peritumoral samples of 20 lung cancer patients, of whom 10 eunatremic and 10 hyponatremia-developing. A miRNA-sequencing analysis was performed on these samples with the aim of identifying a set of miRNAs related with the condition of hyponatremia in lung cancer patients. In addition, on the tumor samples were conducted immunohistochemical analysis of vasopressin receptors and genotyping analysis of the 17 SNPs by Real-Time PCR and TaqMan probes. In the prospective phase, 100 patients with lung cancer were enrolled and whole blood samples were collected at different treatment timings. Genotyping analysis of the 17 SNPs by Real-Time PCR and TaqMan probes was performed on these samples and expression analysis of the miRNA set identified in the retrospective phase of the project was conducted on the relevant plasma portion by Real-Time PCR and SYBR Green chemistry. The correlation between the results obtained from the laboratory analysis of these molecular targets, natremic status and patients' clinical outcomes allowed to confirm the negative prognostic role of hyponatremia and to identify its biomarkers, which are also crucial in diagnostic and/or therapeutic settings in lung cancer patients. For this reason, our study represents an innovative research that, by implementing the knowledge about this complex electrolyte disorder, provides important data to the scientific community.

L’iponatriemia è una condizione clinica caratterizzata da una concentrazione sierica del sodio maggiore di 136 mmol/L e rientra tra i disordini elettrolitici più riscontrati nella pratica clinica. Questo squilibrio elettrolitico si presenta frequentemente nei pazienti oncologici ed è stato dimostrato essere associato ad un aumento della morbilità e mortalità dei pazienti, ad un maggior rischio di ricoveri ospedalieri, ad una prolungata durata della degenza e ad un aumento dei costi in termini di ospedalizzazione. L’obiettivo di questo studio è quello di identificare dei biomarcatori correlati con la condizione di iponatriemia nei pazienti con tumore al polmone ed indagarne anche il loro possibile ruolo prognostico e predittivo. A tal proposito, lo studio è stato suddiviso in una fase retrospettiva ed una fase prospettica e sono state condotte analisi di espressione dei microRNA (miRNA) e dei recettori della vasopressina, quali Arginine Vasopressin Receptor 1A (AVPR1A), Arginine Vasopressin Receptor 1B (AVPR1B) e Arginine Vasopressin Receptor 2 (AVPR2) ed analisi di genotipizzazione di 17 polimorfismi a singolo nucleotide (SNP). Gli SNP presi in considerazione in questo studio sono l’rs2282018 (gene Arginine Vasopressin; AVP), rs11174811, rs7308855 (gene AVPR1A), rs11158358, rs2057482, rs1951795, rs2301113, rs10873142, rs12434438, rs11549465, rs11549467 (gene Hypoxia Inducible Factor 1 Subunit Alpha; HIF-1α), rs2010963, rs699947 (gene Vascular Endothelial Growth Factor A; VEGF-A), rs1870377, rs2305948 (gene Kinase Insert Domain Receptor; KDR), rs307826, rs307821 (gene Fms Related Receptor Tyrosine Kinase 4; FLT4). La prima fase dello studio, ovvero quella retrospettiva, è stata condotta su campioni fissati in formalina ed inclusi in paraffina (formalin-fixed paraffin-embedded; FFPE), sia tumorali che peritumorali, di 20 pazienti con neoplasia polmonare, di cui 10 eunatriemici e 10 che hanno sviluppato iponatriemia. Su tali campioni è stata eseguita un’analisi di miRNA-sequencing con lo scopo di identificare un set di miRNA correlato con la condizione di iponatriemia nei pazienti con tumore al polmone. In aggiunta, sui campioni tumorali sono state condotte le analisi immunoistochimiche dei recettori della vasopressina e quelle di genotipizzazione dei 17 SNP mediante Real-Time PCR e sonde TaqMan. Nella fase prospettica sono stati arruolati 100 pazienti con tumore al polmone, a cui sono stati raccolti campioni di sangue intero a diverse tempistiche di trattamento. Su tali campioni è stata eseguita l’analisi di genotipizzazione dei 17 SNP mediante Real-Time PCR e sonde TaqMan e sulla relativa porzione plasmatica sono state condotte, mediante Real-Time PCR e chimica del SYBR Green, delle analisi di espressione del set di miRNA identificato nella fase retrospettiva del progetto. La correlazione tra i risultati ottenuti dalle analisi laboratoristiche di questi target molecolari, lo stato natriemico e gli outcome clinici dei pazienti, ha consentito sia di confermare il ruolo prognostico negativo dell’iponatriemia, sia di identificarne dei biomarcatori, fondamentali anche in ambito diagnostico e/o terapeutico nei pazienti con tumore al polmone. Per tale motivo, il nostro studio rappresenta una ricerca innovativa che, implementando le conoscenze relative a questo complesso disordine elettrolitico, fornisce dati importanti alla comunità scientifica.