Peripheral Immune Profiling of Soft Tissue Sarcomas: Perspectives for immune monitoring

Abstract

Soft tissue sarcomas (STS) represent a rare and heterogeneous group of malignant tumors with a high risk of recurrence and metastatic disease. Effective STS treatment is still a difficulty in clinical practice, despite advances in the field of cancer. With the hope of using peripheral blood as a source of novel biomarkers for diagnosis, prognosis, and treatment response, the current doctoral thesis explores the systemic immune compartment of STS patients.In Chapters I-III, sophisticated techniques were employed, including multiparametric flow cytometry, real-time reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR), and multiplex analyte profiling (xMAP® technology), to comprehensively assess the peripheral immune landscape of STS patients. Throughout these chapters, the impact of histological classification, treatment/response, and therapy was also explored. In Chapter IV, the results from the previous chapters were integrated, and an unsupervised multivariate clustering analysis was conducted. This analysis allowed the identification of distinct immune profiles and the classification of patients according to their immunotype, exploring its correlation with patient survival.The obtained results suggest that patients with STS have compromised systemic immunity, characterized by a balance between inflammatory and immunosuppressive factors. Additionally, immunotype classification emerges as a promising monitoring strategy. This study has implications in the field of STS as it pioneers the investigation of peripheral blood samples as a tool to monitor these patients. Beyond STS, it introduces a broader perspective on immuno-oncology, emphasizing the importance of systemic immunity in understanding and treating cancer. The classification of patients according to their peripheral immunotype offers a paradigm shift in the immunological assessment of patients, presenting potential therapeutic targets and biomarkers applicable to other cancers.However, certain limitations, such as a small cohort of patients and non-uniform sample collection, underscore the need for future research to validate the observed results. The absence of standardized protocols to assess the peripheral immune system highlights the necessity for a greater effort in integrating immunotype classification into routine clinical practice. Larger prospective trials will be necessary in the future to prove the therapeutic use of immunotypes, support personalized medicine approaches, and enhance patient outcomes for STS and other cancers.In conclusion, this thesis provides a comprehensive analysis of the peripheral immune landscape of patients with STS, offering valuable insights into potential mechanisms of immune dysregulation in these patients. These results serve as a foundation for future research and highlight the potential of peripheral immunological classification in the treatment and monitoring of malignant diseases.

Os sarcomas de tecidos moles (STM) representam um grupo raro e heterogéneo de tumores malignos com elevado risco de recorrência e doença metastática. O tratamento eficaz de STM continua a ser uma dificuldade na prática clínica, apesar dos avanços na área do cancro. Com a esperança de utilizar o sangue periférico como fonte de novos biomarcadores para diagnóstico, prognóstico e resposta ao tratamento, a presente tese de doutoramento explora o compartimento imunológico sistémico de doentes com STM.Nos Capítulos I-III foram utilizadas técnicas sofisticadas, incluindo citometria de fluxo multiparamétrica, reação em cadeia da polimerase quantitativa com transcrição reversa (RT-qPCR) em tempo real, e análise multiplex de analitos solúveis (tecnologia xMAP®), para avaliar de forma abrangente a paisagem imunológica periférica de doentes com STM. Ao longo destes capítulos também foi explorado o impacto da classificação histológica, tratamento/resposta e terapia. No Capítulo IV foram integrados os resultados dos capítulos anteriores e foi conduzida uma análise de “clusters” multivariada não supervisionada. Esta análise permitiu identificar perfis imunológicos distintos e classificar os doentes de acordo com o seu tipo imunológico e explorar a sua correlação com a sobrevida dos doentes.Os resultados obtidos sugerem que os doentes com STM têm uma imunidade sistémica comprometida, caracterizada por um equilíbrio entre fatores inflamatórios e imunossupressores. Além disso, a classificação dos doentes de acordo com o seu tipo imunológico emerge como uma estratégia promissora de monitorização. Este estudo tem implicações na área dos STM por ser pioneiro na investigação de amostras de sangue periférico como ferramenta para monitorizar estes doentes. Para além dos STM, introduz uma perspetiva mais abrangente sobre a imuno-oncologia, enfatizando a importância da imunidade sistémica na compreensão e tratamento do cancro. A classificação dos doentes de acordo com o seu tipo imunológico periférico oferece uma mudança de paradigma na avaliação imunológica dos doentes, apresentando potenciais alvos terapêuticos e biomarcadores aplicáveis a outros cancros.No entanto, algumas limitações, como a coorte reduzida de doentes e colheita de amostras não uniformizada, destacam a necessidade de investigações futuras para corroborar os resultados observados. A ausência de protocolos padronizados para avaliar o sistema imune periférico sublinha a necessidade de um maior esforço na integração da classificação imunológica na prática clínica rotineira. As perspetivas futuras baseiam-se em ensaios prospetivos mais amplos que estabeleçam o valor clínico dos tipos imunológicos, fomentando estratégias de medicina personalizada e melhorando os resultados dos doentes com STM e outros cancros.Em conclusão, esta tese fornece uma análise abrangente da paisagem imunológica periférica de doentes com STM, oferecendo perspetivas valiosas sobre alguns potenciais mecanismos de desregulação imunológica nestes doentes. Estes resultados servem de base para futuras investigações e destacam o potencial da classificação imunológica periférica no tratamento e monitorização de doenças malignas.