AIRC 5x1000 staminali

Un programma speciale di oncologia clinica molecolare

Unità Operativa 5 - Gerry Melino

Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”

TorVergataIl gruppo di ricerca coordinato dal Prof. Gerry Melino, afferente al Dipartimento di Medicina Sperimentale e Chirurgia dell’Università degli Studi di Roma "Tor Vergata", si occupa di studiare il ruolo delle proteine p63 e p73, fattori di trascrizione appartenenti alla famiglia p53 (p53, p63, p73), nella regolazione della morte cellulare programmata (apoptosi) e della riparazione dei danni al DNA indotti dalle terapie antitumorali.

La proteina p73 è espressa in diverse isoforme che sono in grado di controllare la sopravvivenza e la crescita di diverse tipologie di cellule tumorali. È stato dimostrato in vari laboratori, incluso quello dell’Unità, che le isoforme TAp73 sono proteine importanti nel mediare l’arresto del ciclo cellulare e l’apoptosi in risposta a un danno al DNA. Le isoforme DNp73, invece, sembrano impedire il corretto funzionamento delle TAp73 e del gene p53, dotato di un ruolo oncosoppressore. Le DNp73 sembrano agire da promotori della crescita tumorale, cooperando con diversi oncogeni nel sostenere la proliferazione tumorale e inibendo l’attivazione di p53, normalmente indotta in seguito a un danno al DNA. Risulta quindi evidente che i relativi livelli di espressione delle isoforme TAp73 e DNp73 siano un parametro critico nel determinare il destino delle cellule tumorali, in particolar modo per quei pazienti le cui cellule mancano del gene p53 (circa il 50% dei tumori umani).

colon microscopia 3 con didascaliaLo studio condotto dall’Unità nell’ambito del Progetto si propone di analizzare il ruolo di p73 nella regolazione della sopravvivenza, proliferazione e chemiosensibilità delle cellule staminali tumorali (CSC, Cancer Stem Cells) isolate da tumori di pazienti. Il gruppo si propone il raggiungimento di diversi obiettivi sia nell’ambito della ricerca di base, per una migliore comprensione dei meccanismi tumorigenici, che in una prospettiva traslazionale, per la messa a punto di nuove strategie terapeutiche. Sulla base dei risultati ottenuti, l’Unità si propone di valutare gli effetti della modulazione dell’espressione di p73 o p63 sulla sensibilità delle CSC ai chemioterapici. Le CSC saranno infettate con lentivirus in grado di ridurre l’espressione di p73 o p63 e ne verranno successivamente misurate la capacità proliferativa e la sensibilità a trattamenti con chemioterapici convenzionali, come cisplatino, oxaliplatino, 5-fluoruracile e camptotecina.Una parte dell’attività sperimentale è dedicata all’analisi dell’espressione delle diverse isoforme di p73 nelle CSC e nella loro progenie differenziata; in maniera analoga è anche valutata l’espressione delle isoforme di p63 nelle CSC. Inoltre, poiché il livello di espressione e l’attività di p73 è regolata dall’attività di diverse proteine E3 ubiquitina ligasi (ITCH, SCFFBXO45 e CDL4A), viene valutata nelle CSC anche l’espressione di questi enzimi.

Una delle caratteristiche peculiari delle cellule tumorali è l’acquisizione di alterazioni del metabolismo cellulare tali da soddisfare l’aumentato fabbisogno energetico necessario alla rapida crescita neoplastica. Diversi oncogeni o soppressori tumorali regolano direttamente l’espressione di enzimi che controllano il metabolismo cellulare e la produzione energetica della cellula. In questo contesto, l’Unità si propone di analizzare in maniera quantitativa le vie metaboliche nelle cellule tumorali di colon e di polmone, confrontando le CSC (cellule chemioresistenti con alto potenziale tumorigenico) con la loro progenie differenziata (cellule chemiosensibili e dotate di minore capacità tumorigenica).

Per quanto riguarda gli aspetti più traslazionali del Progetto, il gruppo propone di analizzare l’effetto dell’inibizione dell’attività dell’E3 ubiquitina ligasi ITCH sulla sopravivenza delle CSC. In collaborazione con il MRC Technology di Mill Hill (Londra, Regno Unito) è stato possibile identificare, tramite tecniche di screening ad alta processività, un composto in grado di inibire sia  in vitro che  in vivo l’attività di ITCH. Tale molecola sembra in grado di aumentare l’effetto citotossico dei chemioterapici in diverse linee cellulari tumorali. Sulla base di questi risultati verrà valutato l’effetto dell’inibitore di ITCH sulla chemiosensibilità di CSC di colon e di polmone. Tale approccio permetterà di stabilire se l’inibizione di ITCH e l’eventuale incremento dell’isoforma TAp73 possano aumentare la chemiosensibilità delle CSC, normalmente refrattarie alla chemioterapia. Se gli esperimenti avranno gli esiti sperati, sarà possibile la messa a punto di una nuova strategia terapeutica a bersaglio molecolare basata sull’inibizione di ITCH e sulla regolazione dell’espressione di p73.