Aggiornamento Progetto di Ricerca Beat Leukemia - Fondazione Tettamanti Ospedale S. Gerardo Monza

Cellula leucemica e nicchia midollare: un legame da spezzare

La leucemia linfoblastica acuta pediatrica di tipo B (B-LLA) è il tumore più comune nei pazienti di età pediatrica con un tasso di sopravvivenza a 5 anni di circa il 90%. Nonostante una percentuale così elevata di successi, i pazienti refrattari alla malattia o coloro che vanno incontro ad una ricaduta dopo una prima fase di remissione rappresentano ad oggi la vera sfida nel campo della ricerca in quanto sono coloro i quali presentano la prognosi più severa. È stato ipotizzato che il fallimento del trattamento possa essere legato al ruolo di protezione svolto dal microambiente midollare, corrotto dai blasti leucemici. Pertanto, nuove strategie terapeutiche mirate all'interazione leucemia/stroma potrebbero essere determinanti in questo contesto.
Il nostro gruppo ha recentemente identificato Attivina di tipo A come un nuovo potenziale bersaglio terapeutico in quanto è emerso come questa molecola svolga un ruolo pro-leucemico all’interno della nicchia midollare. È stato dimostrato, infatti, che Attivina di tipo A è sovraespressa nel midollo osseo dei pazienti con B-LLA e la sua produzione da parte delle cellule stromali mesenchimali (MSC) è indotta dalla stimolazione con i blasti leucemici.
Lo scopo del progetto che sta seguendo la Dott.ssa Di Marzo è quello di valutare il ruolo di Attivina di tipo A nella resistenza alla chemioterapia delle cellule leucemiche di B-LLA trattate con i farmaci comunemente usati negli attuali protocolli di trattamento ed il potenziale ruolo di farmaci bloccanti in grado di revertire l’eventuale chemioprotezione indotta da questa molecola nelle cellule di B-LLA. In particolare, ha eseguito il saggio di vitalità cellulare in citofluorimetria sulla linea leucemica pre-incubata o meno con Attivina di tipo A e trattata con i farmaci Desametasone e Vincristina. Inoltre, ulteriori valutazioni della vitalità cellulare sono state eseguite in una fase successiva dello studio, aggiungendo una molecola ad azione inibitoria verso Attivina di tipo A, quale il SB431542. I saggi eseguiti hanno messo in luce come il trattamento con Attivina di tipo A sia in grado di fornire una protezione dalla morte indotta dal trattamento con i chemioterapici mentre l’inibitore è risultato efficienti nel revertire il vantaggio conferito da Attivina di tipo A alle cellule leucemiche, riducendo le percentuali di cellule vitali rispetto al trattamento con la sola Attivina di tipo A. Tali risultati suggeriscono come Attivina di tipo A possa essere una molecola chiave nel meccanismo di chemioprotezione. Inoltre, evidenze preliminari sull’utilizzo di una molecola inibitoria per revertire tale protezione aprono nuovi scenari di trattamento per la B-LLA pediatrica. Questi dati aprono la strada per una nuova modalità per contrastare la leucemia: oltre ai normali farmaci chemioterapici si potranno utilizzare farmaci che, eliminando ad esempio Attivina di tipo A, rendono meno “ospitale” il microambiente midollare alla leucemia.
Inoltre i dati che il nostro gruppo ha pubblicato sulla rivista Haematologica nel 2018 mostrano come in modelli murini le cellule leucemiche pre-attivate con Attivina di tipo A, oltre a causare una più rapida evoluzione della malattia, sono in grado di dare maggiore metastatizzazione al sistema nervoso centrale (CNS). Per tale motivo la Dott.ssa Di Marzo, in parallelo allo studio descritto precedentemente, sta studiando come Attivina di tipo A possa “aiutare” la cellula leucemia ad entrare nel cervello e a “corrompere” l’ambiente circostante per renderlo favorevole alla sua crescita, questo lavoro lo sta conducendo all’Istituto farmacologico Mario Negri di Milano, dove ci sono strumentazioni all’avanguardia per questi tipi di studio.
A tal fine la Dott.ssa Di Marzo ha messo a punto un modello in vitro di fettine organotipiche cerebrali murine in cui è possibile studiare le interazioni tra cellule leucemiche e microambiente cerebrale. I risultati preliminari di questo modello hanno evidenziato come le cellule leucemiche pre-trattate con Attivina di tipo A , una volta microiniettate nel tessuto cerebrale, siano in grado di penetrare ne tessuto cerebrale e sopravvivere per diversi giorni dopo l’iniezione. Verrà quindi valutata la capacità proliferativa delle cellule leucemiche stimolate con ActivinA rispetto alle cellule non stimolate mediante citofluorimetria. Inoltre, sono state effettuate analisi di espressione genica nel tessuto cerebrale al fine di valutare come le popolazioni cellulari cerebrali rispondano all’invasione leucemica. Risultati preliminari ottenuti evidenziano come, nel tessuto cerebrale in cui sono state iniettate cellule leucemiche pre-trattate con Attivina, ci sia una maggiore espressione di geni che favoriscono lo sviluppo di un microambiente anti-infiammatorio uno spegnimento dei geni coinvolti nella risposta pro-infiammatoria. Questo risultato suggerisce che Attivina di tipo A potrebbe svolgere un ruolo chiave nella promozione di un microambiente cerebrale pro-tumorale, che supporta la crescita delle cellule leucemiche. In futuro inoltre, verranno sfruttate tecniche di microscopia a fluorescenza per meglio definire le interazioni tra cellule leucemiche (pre-trattate o no con Attivina) e cellule del sistema nervoso al fine di comprendere meglio quali meccanismi molecolari e quali molecole sono coinvolte nella promozione di un microambiente cerebrale più favorevole alla crescita delle cellule leucemiche. Verrà inoltre utilizzato il microscopio “time lapse” che permette di seguire “i movimenti” delle cellule, per comprendere se activina conferisce maggiore aggressività ed invasione anche nel tessuto cerebrale. Infine, lo studio dell'effetto di Attivina di tipo A nella regolazione dell'ingresso delle cellule leucemiche nel cervello, utilizzando un modello di barriera ematoencefalica, e l'identificazione di molecole responsabili dell'aumento della metastatizzazione al CNS aiuterà a comprendere ed identificare nuovi target terapeutici.

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