Interaction between tumour and microenvironment - molecular mechanisms of cell migration in canine tumours

Negli ultimi anni nell’ambito dell’oncologia, diversi studi hanno identificato diverse molecole target implicate nella cancerogenesi e sono stati evidenziati numerosi processi attraverso cui le cellule tumorali sono in grado di accumulare alterazioni genetiche. Recentemente, la progressione del tumore è stata riconosciuta come il prodotto di un complesso crosstalk tra le cellule tumorali e il tessuto circostante, chiamato stroma tumorale. Questo stroma è noto per influenzare la crescita del tumore ed è composto da diverse tipologie cellulari, che comprendono cellule endoteliali della circolazione sanguigna e linfatica, fibroblasti stromali ed una varietà di cellule derivate dal midollo osseo, come macrofagi, mastociti, neutrofili, linfociti e cellule staminali mesenchimali. Ulteriormente, il microambiente di supporto è generato e modulato da cellule tumorali attraverso la produzione e attivazione di fattori di crescita prodotti dallo stroma stesso, come Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF), Platelet-Derived Growth Factor (PDGF) e Transforming Growth Factor-beta (TGF). Concomitante all’alterata espressione di questi fattori e per il loro effetto autocrino e paracrino sulle cellule tumorali e su quelle stromali, le cellule neoplastiche iniziano a produrre enzimi proteolitici, come metalloproteasi di matrice (Matrix metalloproteinases - MMPs). Le MMPs operano il rimodellamento della matrice extra cellulare e della membrana basale, attivando così fattori di crescita legati alla superficie cellulare e alla matrice stessa. Tutti questi processi contribuiscono all’esteso crosstalk tra il microambiente e le cellule tumorali. Il microambiente quindi è implicato nella regolazione della crescita cellulare, determinando neoangiogenesi, invasione, metastasi tumorali e influenzando il risultato della terapia. Anche se le cellule stromali non sono considerabili fenotipicamente maligne, il loro ruolo nel sostenere la crescita della neoplasia è essenziale per la sopravvivenza del tumore. Con questo presupposto, le cellule del microambiente sono diventate un bersaglio attrattivo per diversi agenti terapeutici. Il progetto di ricerca è stato suddiviso in diverse fasi per identificare i meccanismi molecolari implicati nella migrazione cellulare, nell'angiogenesi e nella crescita neoplastica, da parte di cellule stromali e dal loro crosstalk con le cellule tumorali, in diverse neoplasie del cane. Per lo studio sono state selezionate le tipologie tumorali più frequenti nel cane: tumore mammario, mastocitoma cutaneo, leucemie linfoidi e linfoma, analizzando i profili di espressione genica e proteica di diversi fattori di crescita (VEGF-TGF-beta-PDGF) e delle MMPs, in associazione al loro crosstalk e ad un loro eventuale ruolo prognostico. Sono stati ottenuti importanti risultati evidenziando lo scenario della progressione tumorale e il ruolo del microambiente in oncologia veterinaria. E’ stato dimostrato che: - MMP-2, MT1-MMP, MMP-9 sono significativamente coinvolte nel tumore mammario ed è stato descritto un loro ruolo rilevante del compartimento stromale; - MMP-9 e VEGF-A sono associati al grado istologico nei mastocitomi cutanei; - MMP-9, MT1-MMP, TIMP-1 e VEGF sono correlate nel linfoma T e nei cani con linfoma con stadio clinico più alto; - MT1-MMP e TIMP-2 hanno un ruolo nella patogenesi nelle leucemie linfoblastiche acute; - Nella leucemia linfocitica cronica, i leucociti residui normali mostrano un'influenza significativa nell'espressione di MMP-9, MT1-MMP, VEGF e dei TIMPs; - Il linfoma e la leucemia nel modello in vitro mostrano una considerevole discrepanza per alcune MMPs e VEGF che avvalora l'importanza del microambiente in vivo; - L’espressione genica del PDGF-B è significativa nei linfomi T e nei linfomi cutanei. E’ stato inoltre proposto un loop funzionale autocrino e/o paracrino di stimolazione della crescita della neoplasia, dovuto alla co-espressione dei PDGFs e dei recettori in diversi tempi durante la malattia. I risultati ottenuti potrebbero migliorare significativamente la comprensione della cancerogenesi nei tumori più frequenti nel cane. I dati qui sintetizzati mostrano un ruolo primario del microambiente durante la carcinogenesi. Lo sviluppo di nuove terapie antitumorali che colpiscano il processo di formazione di metastasi, la crescita e la differenziazione della neoplasia, interferendo con la capacità delle cellule tumorali di trasmigrare nel sangue e nei vasi linfatici e di invadere il tessuto connettivo, sarà ampiamente perseguito in oncologia veterinaria nel futuro prossimo. Sono però necessari ulteriori studi per indicare se l'uso di agenti chemio-preventivi per controllare la funzione ed il comportamento delle cellule nel microambiente possa essere un importante approccio al controllo complessivo del cancro.