Epithelial ovarian cancer: a study on the autophagic and microenvironmental regulation of cancer stem cells and the pro-tumorigenic role of casein kinase 1 delta

Il carcinoma ovarico (EOC) è solitamente trattato tramite chirurgia e chemioterapia a base di platino e taxani. Nonostante un’iniziale risposta, nella maggior parte delle pazienti l’esito è la ricaduta e la morte. La causa può essere legata ad una popolazione di cellule cancerose, le cellule staminali tumorali (CSC), dotate di capacità di autorinnovamento, grande potenziale tumorigenico e metastatico e resistenza ai chemioterapici. Per questo, la loro eradicazione potrebbe essere una strategia terapeutica molto efficace. Parte di questo lavoro deriva dall’idea che le CSC godano di un vantaggio di crescita dovuto a caratteristiche intrinseche o a circuiti paracrini che si instaurano nel microambiente neoplastico. Il nostro gruppo ha dimostrato che le cellule CD44+CD117+ sono verosimilmente le CSC nell’EOC. Studi recenti hanno dimostrato che l’autofagia è un meccanismo di sopravvivenza alla chemioterapia e che le CSC potrebbero dipendere da questo processo. Abbiamo quindi valutato i livelli di autofagia e gli effetti causati da sue alterazioni su CSC isolate da asciti di pazienti con EOC e da xenotrapianti. Le CSC presentano un livello autofagico basale più alto rispetto alle non-CSC. Il blocco dell’autofagia compromette la vitalità delle CSC, la formazione di sferoidi in vitro e il loro potenziale tumorigenico in vivo. Inoltre, l’inibizione dell’autofagia e il trattamento con carboplatino (CPT) mostrano un effetto sinergico sia in vitro che in vivo. I nostri risultati suggeriscono una possibile applicazione clinica nell’EOC di tale terapia combinata, in quanto contrasterebbe la crescita tumorale colpendo al contempo il compartimento staminale, riducendo così il rischio di recidiva. Visto il contributo dato dal microambiente al mantenimento delle CSC, abbiamo posto la nostra attenzione su SCF, il ligando di CD117 (c-Kit). Infatti, l’asse SCF/c-Kit controlla la vitalità, la proliferazione e il differenziamento cellulare sia in contesti fisiologici che nel cancro. SCF esiste sia in forma solubile che associata alla membrana plasmatica. Abbiamo misurato alte concentrazioni della citochina in asciti delle pazienti affette da EOC. La forma solubile è rilevabile solo in surnatanti di macrofagi e fibroblasti associati al tumore, mentre quella di membrana è espressa anche da cellule tumorali. Entrambe le isoforme possono attivare la via di Akt in cellule CD117+, mentre l’inibitore tirosin-chinasico imatinib blocca questo effetto. Similmente, i saggi su sferoidi suggeriscono che la stimolazione mediata da SCF può potenziare le proprietà canoniche delle CSC, inibite dal pretrattamento con imatinib. La stimolazione da parte di SCF può quindi favorire la sopravvivenza delle CSC, e supportarle all’interno dell’ascite. A parte le CSC, il cancro è sostenuto dall’attivazione di proteine pro-tumorali. Per questo, abbiamo indagato il ruolo della casein chinasi 1 delta (CK1δ), coinvolta in molteplici processi cellulari, la cui amplificazione genica o iperespressione è stata descritta nell’EOC e in molte altre neoplasie. Poiché è noto che l’inibizione di CK1δ induce arresto del ciclo cellulare e apoptosi in linee cellulari tumorali e rallenta la crescita dei tumori in vivo, abbiamo valutato in vitro e in vivo gli effetti del silenziamento della CK1δ su due linee cellulari di carcinoma ovarico (OVCAR3 e IGROV1). Le cellule silenziate crescono più lentamente e sono meno tumorigeniche. Inoltre, il silenziamento di CK1δ sensibilizza le cellule al trattamento con CPT. Inoltre, le cellule OVCAR3 silenziate per CK1δ risultano più prone a migrare in vitro e più metastatiche in vivo. Poiché sono state sintetizzate numerose molecole che inibiscono la CK1δ, sarebbe importante delineare il meccanismo molecolare che lega la CK1δ al potenziale metastatico prima che questi composti possano entrare nella pratica clinica per il trattamento dell’EOC. Questa tesi è comprensiva di tre differenti macroaree, caratterizzate dal comune scopo di studiare la biologia dell’EOC da differenti punti di vista, al fine di portare alla luce nuovi punti deboli di questa malattia mortale.