AIRC 5x1000 staminali

Un programma speciale di oncologia clinica molecolare

Unità Operativa 7 - Silvia Soddu

Istituto Nazionale Tumori “Regina Elena” - Roma

ZZZZZZZZZZZZL’attività del gruppo di ricerca coordinato dalla Dott.ssa Silvia Soddu, facente capo al Dipartimento di Oncologia Sperimentale dell’Istituto Nazionale Tumori Regina Elena”, è dedicata allo studio delle molecole implicate nell’insorgenza dei tumori e all’analisi dei meccanismi di riparazione del DNA, che permettono la sopravvivenza di una parte delle cellule tumorali e la successiva comparsa di recidive in seguito alle terapie antitumorali.

Le terapie antitumorali convenzionali, come la chemioterapia e la radioterapia, sono basate essenzialmente sull’inibizione della proliferazione cellulare e sull’induzione della morte cellulare programmata (apoptosi) in risposta a un consistente danno al DNA. Conosciamo oramai molto bene le molecole responsabili della risposta delle cellule ai danni inflitti al DNA e il loro meccanismo di azione: alcune proteine sensore ne avvertono la presenza e si accumulano in prossimità delle rotture del DNA, trasferendo poi l’informazione a proteine responsabili della risposta. Nel caso il danno sia troppo grave per essere riparato, vengono invece messi in atto i meccanismi di apoptosi.

cellule microscopio SS con didascalia bis 2L’obiettivo dell’Unità nel Progetto è quindi quello di scoprire se nelle CSC esistano alterazioni specifiche dei meccanismi di risposta cellulare al danno al DNA che le rendono particolarmente resistenti ai farmaci. Per verificare questo, viene modificata sperimentalmente nelle CSC la funzionalità delle proteine responsabili della risposta al danno al DNA attraverso manipolazione genetica o tramite inibitori e agonisti chimici.Una parte di questi eventi sono alterati nelle cellule tumorali, rendendole più sensibili al danno rispetto alle cellule normali: è per questa ragione che molti tumori in una fase iniziale rispondono alla chemioterapia e alla radioterapia. Tuttavia, tali trattamenti sono inefficaci nell’eliminare le cellule staminali tumorali (CSC, Cancer Stem Cells), che manifestano un’aumentata sopravvivenza rispetto al resto della massa tumorale.

L’espressione e attivazione delle proteine sensore e/o riparatrici del DNA (Chk1, Chk2, ATM, ATR, MGMT, ERCC1) è analizzata comparativamente fra CSC trattate con chemioterapici e controlli non trattati, attraverso tecniche molecolari quali western blot, immunofluorescenza e immunoistochimica. Viene inoltre rilevata la presenza ed entità di eventuali danni alla doppia elica del DNA, e valutata l’efficacia dei meccanismi di riparazione del DNA. Parallelamente, vengono analizzati i telomeri (le strutture terminali della molecola di DNA, maggiormente colpite in caso di danno) valutandone eventuali variazioni di lunghezza, perdita o fusione di sequenze, o evidenziando l’espressione di geni responsabili della loro protezione e riparazione.

UO SodduAltro oggetto di studio è ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated), un enzima attivato in caso di rottura della doppia elica del DNA e implicato nell’attivazione di altre proteine coinvolte nei meccanismi di riparazione, quali p53, CHK2 and H2AX. Viene indagata, nel confronto fra CSC e linfociti del sangue periferico del paziente, la presenza di mutazioni nel gene di ATM, l’espressione di molecole induttrici dell’apoptosi come HIPK2, eventuali modificazioni della proteina p53, l’attivazione di meccanismi di blocco del ciclo cellulare o di apoptosi.

Se si dimostrerà possibile modificare la risposta cellulare al danno al DNA e, in particolare, aumentare la mortalità delle CSC in risposta ai trattamenti tramite farmaci mirati contro le proteine responsabili della resistenza, i risultati ottenuti potranno essere utilizzati per la messa a punto di nuovi approcci terapeutici in grado di rendere le cellule neoplastiche più sensibili alla terapiaSulla base dei risultati ottenuti, l’obiettivo finale sarà quello di identificare i fattori in grado di controllare la riparazione del DNA nelle CSC, individuando le alterazioni responsabili della resistenza alle terapie antitumorali. Questo obiettivo sarà perseguito attraverso l’uso di anticorpi in grado di neutralizzare l’azione di questi fattori, o con esperimenti di aumento/riduzione di espressione tramite inibitori chimici o sequenze di RNA complementari, valutando la risposta delle CSC in vitroin vivo.