Attività di ricerca

1. Sviluppo di uno xenograft murino di mesotelioma maligno umano per valutare l’efficacia di Taxolo – veicolato da cellule staminali mesenchimali – applicato per via topica

Introduzione: Il mesotelioma pleurico maligno è una neoplasia estremamente aggressiva ed i risultati dei trattamenti disponibili  attualmente in I linea sono estremamente deludenti con una percentuale di progressione o recidiva elevatissima; in una delle migliori serie riportate l’ overall median survival è di 19 mesi; l’overall survival rate a 2 e 5 anni è rispettivamente del 38% e del 15% (Sugarbaker et al. Updated patterns of failure after multimodality therapy for malignant pleural mesothelioma. J Thorac Cardiovasc Surg. 2015 May;149(5):1374-81.) Ad oggi non esiste nessun trattamento efficace di II linea (Novello S et al. The Third Italian Consensus Conference for Malignant Pleural Mesothelioma: State of the art and recommendations. Crit Rev Oncol Hematol. 2016 Aug;104:9-20.) ed è previsto – in particolar modo in Italia – un picco di incidenza nei prossimi sette anni (Registro Nazionale dei Mesoteliomi http://www.ispesl.it/renam/). Le cellule staminali/stromali mesenchimali (MSCs) si sono rivelate essere un ottimo carrier per la veicolazione di farmaci chemioterapici (Pessina et al.. Mesenchymal stromal cells primed with paclitaxel provide a new approach for cancer therapy. PloS One, 2011, 6,  e28321; Pessina et al. Mesenchymal stromal cells primed with Paclitaxel attract and kill leukaemia cells, inhibit angiogenesis and improve survival of leukaemia-bearing mice. Br. J. Haematol., 2013, 160, 766–778. Bonomi et al., Gemcitabine-releasing mesenchymal stromal cells inhibit in vitro proliferation of human pancreatic carcinoma cells. Cytotherapy, 2015, 17, 1687–1695.) In particolare  il nostro gruppo ha recentemente dimostrato che cellule staminali mesenchimali  caricate con paclitaxel sono in grado in vitro di inibire efficacemente la proliferazione di cellule di mesotelioma umano  (Petrella et al. Paclitaxel-releasing mesenchymal stromal cells inhibit in vitro proliferation of human mesothelioma cells Biomed Pharmacother. 2017 Mar;87:755-758). Anche in vivo recenti studi preclinici in modelli di melanona metastatico hanno confermato  che MSCs caricate con pacxlitaxel esercitano una efficace attività antitumorale (Pessina et al. Drug-releasing mesenchymal cells strongly suppress B16 lung metastasis in a syngeneic murine model. J. Exp. Clin. Cancer Res., 2015, 34:82 DOI 10.1186/s13046-015-0200-3). Sulla base di quanto sopra , lo scopo del nostro progetto è di confermare in vivo l’efficacia dell’azione antiproliferativa di cellule staminali mesenchimali caricate con paclitaxel – applicate in situ –  utilizzando un modello di xenograft di mesotelioma umano in topi nudi. Cio rappresenta una premessa fondamentale e indispensabile per un possibile sviluppo di uno studio clinico di fase I che preveda l’applicazione intraoperatoria del coniugato taxolo/staminali mesenchimali a completamento ed ottimizzazione della procedura di pleurectomia radicale.

Obiettivi della Ricerca: Scopo della ricerca è di valutare l’efficacia di cellule mesenchimali umane  caricate con Paclitaxel (MSC/PTX) in un   modello di  xenograft di mesotelioma maligno umano iniettato sottocute in topi nudi atimici. Controlli negativi sono previsti utilizzando MSCs non caricate con farmaco. L’efficacia sarà valutata misurando nel tempo volume tumorale e la sopravvivenza degli animali in comparazione con animali che non ricevono terapia e animali che sono trattati con il farmaco libero (paclitaxel).

Piano della ricerca: Grazie alla nostra disponibilità di linee cellulari stabilizzate di mesotelioma umano, si procederà a realizzare un modello di xenograft sottocute nel topo nudo atimico preferendo le linee MSTO-211H e MSTO-H226 – che si sono già dimostrate attecchire – con l’inoculo di 10⁷ cellule in PBS nella parte alta del dorso (Lam SK et al Growth suppressive effect of pegylated arginase in malignant pleural mesothelioma xenografts Respir Res. 2017; 18: 80). Gli animali portatori di mesotelioma sottocute saranno randomizzati in quattro gruppi, ciascuno di sei animali per un totale di 24 topi.

• Gruppo 1 : non trattati
• Gruppo 2: trattati con Paclitaxel alla posologia di 175mg/m²  con 1 inoculo intraperitoneale ogni 3 settimane per un totale di tre inoculi (sei settimane)
• Gruppo 3: trattati con inoculo topico di  MSC  (5 x 10⁵ MSC)
• Gruppo 4: Trattati con MSC caricate con paclitaxel (5 x 10⁵ MSC/PTX)

La crescita tumorale sarà valutata misurando il volume della massa tumorale. In caso di morte degli animali verrà registrato il tempo di sopravvivenza. Al termine dello studio saranno eseguite le analisi istologiche del tessuto tumorale .L’animale verrà sacrificato – per ragioni umanitarie – qualora la crescita del tumore raggiunga i 600 mm³.

Prospettive Traslazionali della ricerca: I dati ottenuti dalla ricerca sopra descritta nel modello animale preclinico ( integrato dai dati preclinici in vitro già pubblicati) potranno permettere:

• A – di applicare il modello su mesotelioma proveniente da biopsie di pazienti allo scopo di valutare la risposta del tumore e individuare la migliore terapia proponibile  nell’ambito di un percorso attuale di “medicina personalizzata”.
• B –  di disegnare un possibile studio di Fase I che preveda l’applicazione di MSCs caricate con paclitaxel  come forma adiuvante di  ottimizzazione nell’ambito di procedure di pleurectomia radicale.

Criteri di fattibilità: Gli ottimi risultati ottenuti in vitro sono il presupposto basilare per la fattibilità del modello su piccolo animale  in vivo proposto in questo studio. La collaborazione con la dott.ssa Francesca Pentimalli (Oncology Research Center  CROM – Mercogliano; Istituto Nazionale per lo studio e la cura dei tumori “Fondazione Giovanni Pascale” IRCCS Napoli)  ci mette a disposizione un elevato numero di linee cellulari di mesotelioma da utilizzare per il confezionamento dello xenograft ed in particolare le piu’ adeguate allo scopo per chè gia noto per il loro elevato potenziale di attecchimento. La collaborazione con il Prof. Augusto Pessina (Professore a Contratto dell’Università degli Studi di Milano e attuale Presidente del GISM Gruppo Italiano Staminali mesenchimali), ideatore della tecnica del drug-loading and delivery ci consente di caricare correttamente le cellule con il farmaco secondo la metodica orginariamente descritta, nel suo laboratorio di colture cellulare dell’Università di Milano. La collaborazione con la prof.ssa Alfieri ed il prof . Petronini dell’ Università di Parma ci consente di realizzare al meglio  le metodiche di sviluppo dello  xenograft compresa la stabulazione degli animali.