Analisi Bioinformatiche Del Sequenziamento Massivo In Ambito Oncologico

L’attività di ricerca è stata svolta presso il Centro interdipartimentale di Ricerche sul Cancro “Giorgio Prodi” sotto la supervisione della Prof.ssa Maria Abbondanza Pantaleo. Le principali attivita' si sono focalizzate sulla gestione dell'unita' bioinformatica, la quale supporta numerose ricerche promosse dal CIRC in particolare quelle aventi come oggetto l'impiego delle piattaforme di sequenziamento massivo.

Attività:

Il lavoro svolto ha avuto come principale obiettivo quello della messa a punto dei metodi bioinformatici l'analisi di dati prodotti per mezzo delle piattaforme NGS. In particolare:

1. Analisi WES (whole-exome sequencing) per lo studio del genoma codificante di tessuti tumorali, avente come obiettivo quello di individuare le varianti geniche somatiche o germinali;
2. Analisi RNA-seq (whole-transcriptome sequencing) per lo studio dei profili di espressione genica e per l'individiazione di trascritti di fusione oncogenici;
3. Analisi Targeted Resequencing per lo studio approfondito di geni chiave e la carattericcazione clonale delle varianti tumorali.

L'attivita decritta nei punti precedenti e' stata applicata ai seguenti progetti di ricerca in ambito oncologico ad ematologico dell'adulto e pediatrico:

• Studio di caratterizzazione molecolare di tumori stromali gastrointestinali (GIST) con particolare focus sui sottogruppi mecolari noti (KIT, PDGFRA, SDH deficent, BRAF) e sul sottogruppo Q- (quadruple negative);
• Studio di caratterizzazione molecolare di numerose neoplasie facenti parte della categoria dei tumori rari: dermatofibrosarcoma protuberans (DFSP), condrosarcoma mixoide extrascheletrico (EMCS), mioepitelioma, feocromocitoma, tumori desmoidi;
• Caratterizzazione in-silico del microambiente infiltrante sarcomi e tumori rari (in particolare GIST e EMCS);
• Studio del profilo mutazionale di colangiocarciniomi e di adenocarcinomi pancreatici;
• Analisi molecolare di sarcomi a cellule chiare del rene pediatrici;
• Studi di caratterizzazione molecolare di leucemie acute pediatriche con particolare riferimento all'evoluzione clonale e alla ricerca di nuove varianti oncogeniche.

In generale, per tutti i punti sopra descritti l'obiettivo principale e' stato quello di individuare target terapeutici (alterazioni molecolari possibili bersagli di farmaci specifici) o target prognostici (profili molecolari utili per la stratificazione dei pazienti e per le scelte terapeutiche).

Inoltre, durante lo svolgimento dell'assegno di ricerca, sono state prese in carico alcune attivita' non specificate nel progetto di ricerca, ma comunque affini al profilo professionale dell'assegnista:

• Gestione della strumentazione hardware (server dedicato alle analisi NGS) e mantenimento degli aggiornamenti dei software utilizzati per le attivita' di ricerca;
• Analisi bio-statistiche per progetti di carattere onco-ematologico e non;
• Supporto bioinformatico per gruppi di lavoro esterni

Pubblicazioni 2016 - 2017:

1. Urbini M, Astolfi A, Indio V, Tarantino G, Serravalle S, Saponara M, Nannini M, Gronchi A, Fiore M, Maestro R, Brenca M, Dei Tos AP, Dagrada GP, Negri T, Pilotti S, Casali PG, Biasco G, Pession A, Stacchiotti S, Pantaleo MA. Identification of SRF-E2F1 fusion transcript in EWSR-negative myoepithelioma of the soft tissue. Oncotarget. 2017 May 17.
2. Urbini M, Astolfi A, Pantaleo MA, Serravalle S, Dei Tos AP, Picci P, Indio V, Sbaraglia M, Benini S, Righi A, Gambarotti M, Gronchi A, Colombo C, Dagrada GP, Pilotti S, Maestro R, Polano M, Saponara M, Tarantino G, Pession A, Biasco G, Casali PG, Stacchiotti S. HSPA8 as a novel fusion partner of NR4A3 in extraskeletal myxoid chondrosarcoma. Genes Chromosomes Cancer. 2017 Jul;56(7):582-586.
3. Pantaleo MA, Urbini M, Indio V, Ravegnini G, Nannini M, De Luca M, Tarantino G, Angelini S, Gronchi A, Vincenzi B, Grignani G, Colombo C, Fumagalli E, Gatto L, Saponara M, Ianni M, Paterini P, Santini D, Pirini MG, Ceccarelli C, Altimari A, Gruppioni E, Renne SL, Collini P, Stacchiotti S, Brandi G, Casali PG, Pinna AD, Astolfi A, Biasco G. Genome-wide Analyses Identifies MEN1 and MAX Mutations and a Neuroendocrine-like Molecular Heterogeneity in Quadruple WT GIST. Mol Cancer Res. 2017 Jan 27. pii: molcanres.0376.2016.
4. Masetti R, Bertuccio SN, Astolfi A, Chiarini F, Lonetti A, Indio V, De Luca M, Bandini J, Serravalle S, Franzoni M, Pigazzi M, Martelli AM, Basso G, Locatelli F, Pession A. Hh/Gli antagonist in acute myeloid leukemia with CBFA2T3-GLIS2 fusion gene. J Hematol Oncol. 2017 Jan 21;10(1):26
5. Pantaleo MA, Ravegnini G, Astolfi A, Simeon V, Nannini M, Saponara M, Urbini M, Gatto L, Indio V, Sammarini G, Santini D, Ferracin M, Negrini M, Hrelia P, Biasco G, Angelini S. Integrating miRNA and gene expression profiling analysis revealed regulatory networks in gastrointestinal stromal tumors. Epigenomics. 2016 Oct;8(10):1347-1366.
6. Tazzari M, Indio V, Vergani B, De Cecco L, Rini F, Negri T, Camisaschi C, Fiore M, Stacchiotti S, Dagrada GP, Casali PG, Gronchi A, Astolfi A, Pantaleo MA, Villa A, Lombardo C, Arienti F, Pilotti S, Rivoltini L, Castelli C. Adaptive immunity in fibrosarcomatous dermatofibrosarcoma protuberans and response to imatinib treatment. J Invest Dermatol. 2016 Sep 5. pii: S0022-202X(16)32355-7.
7. Stacchiotti S, Astolfi A, Gronchi A, Fontana A, Pantaleo MA, Negri T, Brenca M, Tazzari M, Urbini M, Indio V, Colombo C, Radaelli S, Brich S, Dei Tos AP, Casali PG, Castelli C, Dagrada GP, Pilotti S, Maestro R. Evolution of Dermatofibrosarcoma Protuberans to DFSP-Derived Fibrosarcoma: An Event Marked by Epithelial-Mesenchymal Transition-like Process and 22q Loss. Mol Cancer Res. 2016 Sep;14(9):820-9.
8. Durante S, Vecchiarelli S, Astolfi A, Grassi E, Casadei R, Santini D, Panzacchi R, Ricci C, Serravalle S, Tarantino G, Falconi M, Teti G, Indio V, Pession A, Minni F, Biasco G, Di Marco M. Copy number gain of chromosome 3q is a recurrent event in patients with intraductal papillary mucinous neoplasm (IPMN) associated with disease progression. Oncotarget. 2016 Aug 22.
9. Masetti R, Castelli I, Astolfi A, Bertuccio SN, Indio V, Togni M, Belotti T, Serravalle S, Tarantino G, Zecca M, Pigazzi M, Basso G, Pession A, Locatelli F. Genomic complexity and dynamics of clonal evolution in childhood acute myeloid leukemia studied with whole-exome sequencing. Oncotarget. 2016 Jul 22.
10. Stacchiotti S, Pantaleo MA, Negri T, Astolfi A, Tazzari M, Dagrada GP, Urbini M, Indio V, Maestro R, Gronchi A, Fiore M, Dei Tos AP, Conca E, Palassini E, Vincenzi B, Grosso F, Pilotti S, Castelli C, Casali PG. Efficacy and Biological Activity of Imatinib in Metastatic Dermatofibrosarcoma Protuberans (DFSP). Clin Cancer Res. 2016 Feb 15;22(4):837-46.

Pubblicazioni sottomesse:

1. Indio V, Astolfi A, Tarantino G, Urbini M, Patterson J, Nannini M, Saponara M, Gatto L, Santini D, do Valle IF, Castellani G, Remondini D, Fiorentino M, Brandi G, Biasco G, Heinrich MC, Pantaleo MA. Wide molecular characterization of PDGFRA D842V mutant gastrointestinal stromal tumors (GIST) evaluated by coding genome sequencing.
2. Margherita Nannini, M.D.; Milena Urbini, PhD; Annalisa Astolfi; Valentina Indio; Valentina Vicennati; Matilde De Luca; Giuseppe Tarantino; Federica Corso; Maristella Saponara; Lidia Gatto; Donatella Santini; Guido Di Dalmazi; Umberto Pagotto; Renato Pasquali; Guido Biasco; Maria Abbondanza Pantaleo. Whole exome sequencing uncovers germline variants of cancer-related genes in sporadic pheochromocytoma.
3. Gloria Ravegnini , Milena Urbini , Vittorio Simeon , Chiara Genovese , Annalisa Astolfi , Margherita Nannini , Lidia Gatto , Maristella Saponara , Manuela Ianni , Valentina Indio , Giovanni Brandi , Stefania Trino , Patrizia Hrelia , Guido Biasco, Sabrina Angelini, Maria A. Pantaleo. An exploratory study by DMET array identifies a germline signature associated with imatininb response in gastrointestinal stromal tumor.

Piano attività anno successivo:

Proseguimento delle attivita' bioinformatiche per i progetti gia' descritti. In particolare:

• Studio sull'immuno infiltrato dei GIST e predizione di neoantigeni
• Studio dell'espressione differenziale in sottogruppi di EMCS (EWSR1-NR4A3 positivi rispetto a quelli TAF15-NR4A3)
• Analisi del profilo molecolare di colangiocarcinomi e correlazione con l'esposizione all'amianto
• Supporto all'analisi di dati NGS per tutti i gruppi afferenti ai CIRC.