Ibridi di fusione del cancro e desmoplasia

È stato dimostrato che la desmoplasia esercita forze meccaniche e crea un'immunità biochimica intratumorale e influenza lo sviluppo e la progressione di una neoplasia. Rapporti recenti suggeriscono una significativa correlazione negativa tra la sopravvivenza dei pazienti affetti da cancro e la deposizione di matrice extracellulare nei tumori primari; e il concomitante targeting stromale può migliorare i risultati terapeutici nei pazienti affetti da cancro.

Nel definire l'origine dello stroma denso, si ritiene generalmente che i CAF iperattivati ​​possano produrre proteine ​​della matrice extracellulare (ECM), il componente principale dello stroma denso. Erano in fase di sperimentazione clinica farmaci antifibrosi, compresi quelli che riducono i CAF o il collagene, gli inibitori del Sonic Hedgehog e gli anticorpi contro LOX/LOX2. Tuttavia, i tumori depleti di CAF hanno mostrato un fenotipo più aggressivo e un’alterazione delle cellule T regolatorie, aumentando la possibilità che le strategie di targeting CAF possano avere effetti sia benefici che dannosi.

Considerando il significato funzionale dei macrofagi nell'infiammazione, nella desmoplasia, nell'inizio e nella progressione del cancro, sono stati condotti studi sempre più numerosi per valutare l'efficienza degli anti-macrofagi come nuova strategia contro il cancro. Di conseguenza, le strategie anti-macrofagi comprendono l'inibizione del reclutamento e della trasformazione dei monociti e l'ablazione diretta dei macrofagi. Considerati i molteplici ruoli del mantenimento dell’omeostasi, l’esaurimento sistemico dei macrofagi può portare ad un aumento delle infezioni o ad una ridotta capacità delle cellule residenti nei tessuti di svolgere la loro normale funzione. Pertanto, l’identificazione di marcatori specifici dei macrofagi associati al tumore (TAM) consentirà lo sviluppo di terapie più sofisticate che possono essere mirate specificamente ai tumori senza influenzare la funzione di altre cellule immunitarie residenti nei tessuti.

Studi recenti hanno identificato numerosi fattori come il fattore di crescita derivato dalle piastrine (PDGF) e il fattore di crescita trasformante b1 (TGFb1) rilasciati dai TAM, in particolare quelli derivati ​​dal midollo osseo (BM), coinvolti nel processo di attivazione dei CAF. Inoltre, c'erano fattori pro-fibrotici derivati ​​dai TAM, come il fattore di crescita del tessuto connettivo (CTGF), il ligando della chemochina 17 (CCL17), CCL22 e le specie reattive dell'ossigeno (ROS). Un'osservazione simile è stata trovata nella metallopeptidasi 9 della matrice derivata dai TAM (MMP9), coinvolta nel turnover dello stroma degradando le proteine ​​​​dell'ECM. Tuttavia, un raro studio indaga il ruolo della fusione tra macrofagi e cellule tumorali nella desmoplasia e nella progressione del tumore, nonché la strategia mirata al meccanismo di fusione dei macrofagi con le cellule tumorali.

Numerose linee di evidenza supportano che la fusione cellulare tra cellule tumorali e leucociti, principalmente macrofagi, è una delle spiegazioni della resistenza e della progressione del tumore. La recente genotipizzazione di un melanoma metastatico al cervello insorto in seguito al trapianto allogenico di midollo osseo supporta, per la prima volta clinicamente, la fusione tra una cellula derivata dal midollo osseo e una cellula tumorale che gioca un ruolo nell'origine delle metastasi. È stato riportato che gli ibridi di fusione enumerati nel sangue periferico di pazienti affetti da cancro al pancreas sono correlati allo stadio della malattia e predicono la sopravvivenza globale. Inoltre, è stato dimostrato che le risposte infiammatorie generali aumentano il numero di eventi di fusione. Sebbene gli eventi di fusione siano stati dimostrati negli animali e nell'uomo e fossero correlati alla resistenza al cancro e alle metastasi, si sa poco riguardo a questioni chiave come i meccanismi attraverso i quali la fusione delle cellule macrofagi-cancro e la successiva ibridazione genomica avviene in vivo; potenziali vantaggi in termini di sopravvivenza degli ibridi; riprogrammazione del microambiente tumorale fibrotico e immunologico mediante ibridi; e lo sviluppo di nuove strategie per colpire i macchinari per la fusione.

La maggior parte dei macrofagi, compresi i macrofagi tissutali nel tessuto normale e i TAM, derivano dal midollo osseo (BM). Lo studio preliminare dei ricercatori, utilizzando il modello di intestino murino irradiato, ha suggerito un parallelo tra lo sviluppo della fusione cellulare tra monociti derivati ​​​​dal midollo osseo e cellule stromali dell'intestino con fibrosi indotta da radiazioni. Utilizzando il sistema cre-loxP e il trapianto di midollo osseo non corrispondente al genere, abbiamo dimostrato che le cellule mielomonocitiche/macrofagi CD11b(+) derivate dal midollo osseo erano il principale partner di fusione delle cellule stromali dell'intestino danneggiate dopo la radiazione. Gli eventi di fusione nello stroma intestinale irradiato erano correlati alla fibrosi intestinale cronica con trascrizioni TGFb potenziate e deposizione di collagene. Con la delezione dei macrofagi mediante clodronato liposomiale o knock-out condizionale del CD11b, possiamo migliorare la fibrosi intestinale cronica indotta da radiazioni.

La proprietà principale delle cellule tumorali che le rende maligne è la capacità di produrre una progenie diversificata. La fusione tra cellule tumorali e TAM può essere un motore di variabilità genomica ed epigenetica che ha il potenziale di creare cellule con nuove proprietà a una velocità superiore a quella ottenibile mediante mutazione casuale. Precedenti rapporti hanno rivelato che la fusione cellulare contribuisce alla resistenza ai farmaci e può promuovere la capacità delle cellule tumorali di metastatizzare.

La fibrosi e l’infiammazione sono segni distintivi della desmoplasia tumorale. I TAM, derivati ​​principalmente dal midollo osseo,5 agiscono come un elemento di collegamento essenziale tra infiammazione e cancro attraverso la secrezione di citochine/chemochine proinfiammatorie. I macrofagi polarizzati M2, che costituiscono la maggior parte dei macrofagi nel microambiente tumorale, secernono IL10 e altre citochine che mediano le risposte T helper 2 (Th-2) e sono responsabili della trasformazione maligna del tumore e inibiscono la risposta immunitaria antitumorale mediata dalle cellule T. È stato segnalato che i TAM svolgono un ruolo fenomenale nel migliorare il fenotipo mesenchimale delle cellule tumorali tramite TGFb. Il recettore toll-like 4 (TLR4) del lipopolisaccaride (LPS) sulla superficie dei TAM è stato implicato in un ruolo nell'EMT tramite la cascata TLR4/Interleuchina 10 (IL10). È stato segnalato che il livello del gene SPARC (proteina secreta acida e ricca di cisteina), un regolatore dell'EMT, è 3-4 volte più alto negli ibridi di cellule derivate dal midollo osseo e di melanoma.

L'analisi del test microarray nel microambiente ha rivelato che gli ibridi di fusione di cellule di cancro del colon e macrofagi mostravano una combinazione di bias, riflettendo le proprietà di entrambe le cellule parentali, tra cui fibronectina, collagene XXIII e vitronectina, fornendo potenzialmente un processo desmoplastico più ampio in diversi microambienti. I risultati preliminari dei ricercatori sull'espressione differenziale dei geni tra ibridi di fusione di cellule tumorali e macrofagi con cellule tumorali non fuse mostrano un aumento significativo delle vie del segnale che coinvolgono infiammazione, degradazione della matrice extracellulare e fenotipi mesenchimali ecc. Inoltre, un notevole aumento della proteina regolatrice del segnale ( Sono stati trovati anche membri della famiglia SIRP), un sistema di comunicazione cellula-cellula.

L’attuale risultato del trattamento del cancro con desmoplasia è insoddisfacente. Si ritiene generalmente che lo stroma desmoplastico fornisca alle cellule tumorali citochine/chemochine per sopprimere la sorveglianza immunitaria e aumentare la progressione maligna. Recenti studi clinici hanno rivelato che la desmoplasia mirata direttamente utilizzando l'inibitore del riccio sonico porta a un fenotipo più aggressivo con un aumento delle cellule T regolatorie. D'altra parte, l'esaurimento dei macrofagi o il loro reclutamento dalla circolazione si è rivelato efficace nel ridurre l'attività delle citochine/chemochine pro-fibrotiche e dei CAF; tuttavia, con una significativa tossicità per i tessuti normali.

Dalle indagini precedenti e dal nostro studio, gli ibridi di fusione tra cellule tumorali e macrofagi sembravano svolgere un ruolo importante nel promuovere la desmoplasia del cancro e la progressione maligna. Il ricercatore ha proposto di sviluppare un metodo alternativo per migliorare la desmoplasia del cancro concentrandosi su nuovi bersagli che interferiscono con la fusione tra cellule tumorali e macrofagi. I potenziali candidati sono stati rivelati dal nostro studio preliminare sui microarray. per esempio. Via del segnale della proteina regolatrice del segnale (SIRP) che include SIRPa, un recettore di fusione dei macrofagi, che era espresso in modo differenziale quasi 5 volte negli ibridi di fusione. Inoltre, le molecole a valle tra cui DAP12 (proteina attivante il DNAX), un regolatore generale della fusione dei macrofagi, e la proteina tirosina fosfatasi (PTPN6), la proteina tirosina chinasi (PTK2B) erano aumentate rispettivamente di 8 volte e 4 volte negli ibridi di fusione.

Abbiamo proposto di puntare su SIRPa e altre potenziali molecole candidate con anticorpi neutralizzanti o mRNA silenzianti per ridurre l'incidenza del fenomeno di fusione nel cancro con desmoplasia. Riducendo la frequenza dell'eterogeneità del tumore e il fenotipo fibrotico, vorremmo migliorare l'esito terapeutico del cancro con desmoplasia. Verrà inoltre esplorato l'effetto combinato degli agenti antifusione con altri agenti antifibrosi o con la terapia immunologica