Contrastare la plasticità tumorale per una maggiore efficacia dei farmaci per il carcinoma mammario
Uno degli aspetti più impegnativi della comprensione del cancro è la sua eterogeneità. Le cellule tumorali sono estremamente diversificate, persino nell’ambito dello stesso tumore, in termini di profili di mutazione, tassi di proliferazione e potenziale metastatico. Questa eterogeneità complica il trattamento, poiché ogni cellula tumorale presenta un rischio diverso e potrebbe rispondere all’attacco in modo differente. Nel carcinoma mammario, alcune delle cellule tumorali epiteliali originarie (provenienti dallo strato epiteliale della ghiandola mammaria) diventano sempre più aggressive, una trasformazione che viene definita «plasticità». Poiché è questa plasticità che permette l’eterogeneità del tumore, definire i sottostanti meccanismi molecolari responsabili potrebbe preludere a terapie più efficaci, in grado di inibire la resistenza delle cellule tumorali. Il progetto EPICAN, delle azioni Marie Skłodowska-Curie, ha individuato il ruolo centrale di un gene mutato PIK3CA(H1047R), un oncogene, nella plasticità delle cellule tumorali. «Si tratta di una scoperta importante poiché è già noto che il percorso di PI3K, una delle più importanti vie di segnalazione all’interno di una cellula, regoli la proliferazione, la sopravvivenza e il metabolismo cellulare, ma era stata trascurata la sua influenza nella plasticità cellulare», spiega Charly Jehanno, coordinatore del progetto. Oltre a caratterizzare i profili di diverse cellule tumorali, il team ha individuato una serie di regolatori epigenetici che dipendono dall’attivazione oncogenica del percorso di PI3K, potenziando i farmaci che intervengono sull’oncogene PIK3CA (H1047R).
Acquisire eterogeneità
La possibilità di caratterizzare i vari aspetti dell’eterogeneità e il modo in cui questi potrebbero influire sui trattamenti rappresentano da tempo una sfida per la comunità della ricerca sul cancro. Il team ha studiato l’effetto dell’oncogene PIK3CA(H1047R) nella ghiandola mammaria di topi transgenici, utilizzando il sistema CREERT2/Lox per esprimere l’oncogene PIK3CA(H1047R) nell’epitelio della ghiandola mammaria. L’oncogene viene unito a un tracciante fluorescente per permettere di differenziare le cellule tumorali da quelle normali e di tracciarle. Le diverse popolazioni sono state poi classificate e profilate con un approccio multiomico. A tal fine il team si è avvalso di RNA-Seq per delinearne il profilo trascrittomico, analisi proteomiche e fosfo-proteomiche per definire il loro contenuto proteico e ATAC-sequencing per stabilirne le caratteristiche epigenetiche. «Con questi set di dati ho confrontato le diverse popolazioni di cellule tumorali, per trovare i meccanismi che generano l’eterogeneità», aggiunge Jehanno dell’Ospedale universitario di Basilea, che ospita il progetto.
Interrogare un modello surrogato
Jehanno ha sviluppato un modello tridimensionale di organoide delle cellule epiteliali mammarie coltivate in una matrice, con e senza oncogene PIK3CA(H1047R). Questo ha permesso a Jehanno di condurre osservazioni ex vivo ed esperimenti funzionali e, nel contempo, di vagliare gli interventi farmacologici. Poiché i regolatori epigenetici sono proteine la cui attività enzimatica regola la proliferazione e la plasticità delle cellule, si presentano come bersagli promettenti per le sostanze terapeutiche. «Come in un’indagine di polizia, ho individuato i sospetti sulla base delle prove, in questo caso bersagli molecolari che agiscono come potenziali bersagli farmacologici, poi li ho interrogati testando i farmaci», spiega Jehanno. «Ho individuato vari regolatori epigenetici bersaglio, le cui modifiche e attività vengono regolate dall’oncogene PIK3CA(H1047R), suggerendo così un ruolo per la plasticità delle cellule tumorali e quindi un bersaglio terapeutico.»
Test per l’inibizione del regolatore
Nel 2020, l’Agenzia europea per i medicinali ha approvato la distribuzione del primo farmaco mirato per il carcinoma mammario, Piqray, che contrasta il percorso di PI3K. Il farmaco è stato sviluppato dopo la conclusione della sperimentazione SOLAR-1 nel 2019 e offre una speranza concreta per il trattamento del carcinoma mammario metastatico. Tuttavia, poiché le cellule tumorali spesso sviluppano meccanismi di resistenza alle terapie mirate, rimane fondamentale individuare i meccanismi molecolari responsabili. In attesa della pubblicazione dei risultati di EPICAN, è prioritario testare farmaci che inibiscono i regolatori epigenetici identificati, in combinazione con Piqray, al fine di valutare se ciò riduce la plasticità cellulare, eliminando cellule tumorali. Il lavoro sarà condotto su modelli preclinici di carcinoma mammario, mutati e non, per il gene PI3KCA.
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EPICAN, cancro, organoide, oncogene, plasticità, epigenetico, percorso di PI3K, eterogeneità, farmaci, tumore, cellule
