Obwohl Osteosarkome (OS) selten sind, werden jährlich schätzungsweise 800–900 Fälle in den Vereinigten Staaten diagnostiziert. Die 5-Jahres-Überlebensrate beträgt etwa 60% bei OS-Patienten ohne Metastasen und nur 20% bei Patienten mit Metastasen oder Rückfällen. Obwohl Fortschritte bei der Behandlung von OS erzielt wurden, ist die Prognose immer noch unbefriedigend. Die Entwicklung bioinformatischer Technologien hat zur Entdeckung einer zunehmenden Anzahl von Krankheitsmarkern geführt, die jetzt zur Diagnose und Prognose verschiedener Krankheiten eingesetzt werden. Studien haben gezeigt, dass Hypoxie die metastatische Fähigkeit von Magenkrebs und Brustkrebs fördert. Hypoxie-assoziierte Gen-Signaturen wurden als vielversprechendes Instrument für die Risikostratifizierung bei Brust- und Magenkrebs entwickelt und validiert. In Bezug auf OS wurden verschiedene genetische Signaturen entwickelt, darunter eine, die mit Hypoxie assoziiert ist.
In dieser Studie wurde ein neuartiges diagnostisches und prognostisches Modell für Osteosarkome aus einer einzigartigen hypoxischen Perspektive entwickelt. Dabei wurden TMEM45A und STC als Biomarker für die Diagnose und Prognose von OS identifiziert, die von Hypoxie reguliert werden. Die AUC-Werte des diagnostischen Modells betrugen 0,955, 0,958 und 1 im Trainingssatz, Testsatz und externen Datensatz. Im prognostischen Modell lagen die AUC-Werte für die 1-Jahres-, 3-Jahres- und 5-Jahres-Überlebenswahrscheinlichkeit bei 0,96, 0,82 und 0,80. Patienten mit niedrigem Risiko hatten längere Überlebenszeiten als diejenigen mit hohem Risiko. Die Expression von STC2 war signifikant negativ mit der Infiltration von krebsassoziierten Fibroblasten (CAFs) assoziiert. Sowohl STC2 als auch TMEM45A erwiesen sich als ideale Biomarker für OS.
TMEM45A ist ein Transmembranprotein, das in verschiedenen Krebsarten wie Brustkrebs, Leberkrebs, Ovarialkarzinom und Gliom überexprimiert ist und mit einer schlechten Prognose korreliert ist. STC2, ein glykosyliertes Peptidhormon, spielt eine wichtige Rolle bei der Calciumregulierung, Ionenübertragung, Glukoseregulierung und Angiogenese. Beide Biomarker, die von Hypoxie reguliert werden, sind mit schlechteren Prognosen in verschiedenen Krebsarten verbunden.
Die Infiltration von CAFs in CAFs ist mit besseren Überlebensraten bei Patienten mit Pankreaskrebs assoziiert, während eine höhere Menge an CAFs mit einer besseren Prognose bei Pankreaskrebspatienten korreliert ist. Die vorliegende Studie legt nahe, dass CAFs eine tumorhemmende Rolle bei Osteosarkomen spielen. Weitere Untersuchungen sind jedoch erforderlich, um den spezifischen Mechanismus zu identifizieren. Zukünftige Studien sollten die Wirksamkeit gezielter Therapien für CAFs untersuchen, um verschiedene Untergruppen von CAFs präziser zu regulieren.