2-Hydroxyglutarate as a biomarker in glioma patients

Background: la mutazione del gene IDH1 rappresenta un importante fattore prognostico e diagnostico per i tumori gliali. L’enzima IDH1 avente la mutazione ha la capacità di convertire α-KG in 2-Idrossiglutarato (2HG) e i gliomi mutati hanno una elevata concentrazione di 2HG all’interno delle cellule tumorali. Poichè 2HG è una piccola molecola, tale metabolita potrebbe raggiungere la circolazione sistemica ed essere escreta con le urine. Per tale ragione, nel nostro studio abbiamo analizzato la concentrazione di 2HG nel plasma e nelle urine nei pazienti con glioma per identificare un biomarcatore surrogato della presenza della mutazione IDH1. Materiali e Metodi: per l’arruolamento, tutti i pazienti dovevano avere avuto una precedente conferma istologica di glioma, una recente risonanza magnetica cerebrale (entro 2 settimane) mostrante la lesione tumorale. Qualsiasi chemioterapia eseguita nei 28 giorni precedenti l’analisi del metabolita, la presenza di altre malattie tumorali e malattie metaboliche escludevano l’arruolamento del paziente. Campioni plasmatici e urinari sono stati ottenuti da tutti i pazienti e le concentrazioni di 2HG ottenute mediante cromatografia liquida-spettrometria di massa; il test di Mann-Whitney è stato usato per calcolare le differenze di concentrazione dei metaboliti tra pazienti con IDH1 mutato e non-mutato, per dati non parametrici; il test di Student per comparare dati parametrici. La curva ROC è stata usata per calcolare il valore di cut-off del 2HG come biomarcatore. Risultati: sono stati arruolati 84 pazienti: 38 con IDH1 mutato e 46 con IDH1 wildtype. Tutte le mutazioni sono state R132H. Tra i pazienti con mutazione IDH1 abbiamo avuto 21 gliomi ad alto grado (HGG) e 17 gliomi a basso grado (LGG). Tra i pazienti con IDH1 wild-type abbiamo avuto 35 pazienti con HGG e 11 con LGG. In tutti i pazienti abbiamo analizzato la concentrazione media di 2HG nel plasma (P_2HG), nell’urina (U_2HG) e il rapporto tra la concentrazione plasmatica e urinaria (R_2HG). E’ emersa una importante differenza statisticamente significativa per l’R_2HG tra pazienti con e senza mutazione dell’IDH1 (22.2 verso 15.6, p<0.0001). Il cut-off ottimale di R_2HG per identificare lo stato mutazionale di IDH1 nei pazienti con glioma è risultato essere 19 (sensibilità 63%, specificità 76%, accuratezza 70%); nei soli pazienti con glioma ad alto grado il cut-off ottimale è risultato essere 20 (sensibilità 76%, specificità 89%, accuratezza 84%, valore predittivo positivo 80%, valore predittivo negativo 86%). Non è emersa nessuna associazione tra il grado o la dimensione del tumore con il valore di R_2HG. In 7 pazienti con glioma ad alto grado analizzati abbiamo, inoltre, trovato una correlazione tra il valore di R_2HG e la risposta al trattamento. Conclusioni: attraverso l’analisi di R_2HG, derivato dalla concentrazione plasmatica e urinaria di 2HG, è possibile discriminare gliomi con e senza mutazione IDH1, soprattutto in gliomi di alto grado. Occorrerà analizzare un campione più grande di pazienti con glioma per investigare tale metodica anche nel follow up allo scopo di individuare precocemente la recidiva di malattia e per monitorare l’efficacia del trattamento.