Academic literature on the topic 'Crescita tumorale'

SommarioL’insulinoma maligno è un tumore neuroendocrino pancreatico estremamente raro ed è associato a una severa sindrome ipoglicemica che impatta negativamente sulla qualità di vita e sulla sopravvivenza dei pazienti affetti. La gestione terapeutica dell’insulinoma maligno è complessa sia per il controllo delle crisi ipoglicemiche, sia per il controllo della crescita tumorale. La sindrome ipoglicemica rappresenta una sfida terapeutica per l’endocrinologo in quanto spesso non è responsiva alla terapia medica sintomatica, in particolare al diazossido utilizzato in monoterapia o associato agli analoghi della somatostatina. Everolimus ha un ruolo nel trattamento delle crisi ipoglicemiche refrattarie da insulinoma maligno sia per l’azione di inibizione del rilascio di insulina che di insulino-resistenza. La chirurgia con approccio curativo dell’insulinoma maligno è raramente perseguibile a causa della diffusione metastatica, mentre la chirurgia a scopo di debulking può essere presa in considerazione in casi selezionati sia per il controllo sintomatico sia perché può aumentare l’efficacia delle terapie sistemiche o locoregionali. La terapia radiometabolica con analoghi caldi della somatostatina rappresenta un’opzione terapeutica nei pazienti con tumori a elevata espressione dei recettori della somatostatina sia per il controllo della sintomatologia che della crescita tumorale, sebbene l’esperienza negli insulinomi maligni sia piuttosto scarsa. Data la rarità della malattia, sono disponibili in letteratura solo descrizioni di singoli casi o studi condotti su casistiche limitate; pertanto, è difficile stabilire la sequenza terapeutica più efficace in questi casi. Recentemente è stato condotto uno studio multicentrico italiano, in 13 centri di riferimento, focalizzato sulle caratteristiche clinico-patologiche, sulle modalità di trattamento e sui fattori prognostici che condizionano decorso ed esito dell’insulinoma maligno allo scopo di individuare una strategia terapeutica mirata basata su criteri razionali ed evidenze cliniche. In questa rassegna verranno descritti i principali risultati dello studio che comprende una casistica tra le più ampie finora pubblicate.

La sovraespressione dell’oncoproteina HER2 (human epidermal growth factor receptor 2), spesso sostenuta dall’amplificazione del corrispondente oncogene HER2, si verifica in circa il 15-20% dei carcinomi mammari ed è associata a una rapida crescita tumorale e a un comportamento clinico aggressivo. L’introduzione di farmaci capaci di inibire l’attività biologica di HER2, come trastuzumab, pertuzumab, trastuzumab emtansine (T-DM1) e lapatinib, ha drasticamente migliorato la prognosi delle pazienti affette da questo tipo di neoplasia. La combinazione dei due inibitori di HER2, trastuzumab e pertuzumab, insieme con un taxano (paclitaxel o docetaxel), è attualmente considerato il trattamento di prima scelta per pazienti affette da carcinoma mammario metastatico HER2-positivo, mentre il T-DM1 viene ritenuto il trattamento da preferire dopo il fallimento della terapia di I linea. Viene qui presentato il caso di una donna di 56 anni affetta da carcinoma mammario HER2-positivo con secondarismi ossei ed encefalici, resistente sia al doppio blocco trastuzumab-pertuzumab che a T-DM1, ma sensibile alla combinazione lapatinib-capecitabina in III linea e a vinorelbina-trastuzumab in IV linea. (Oncology)

Scopo di questo articolo è quello di fornire un contributo sulla attenzione e prevenzione del tumore al seno maschile e sul ruolo in generale che possiede la nostra psiche nel favorire questa e altre problematiche similari. Nel contesto specifico possiamo inoltre valutare come le recenti correlazioni tra Neuroscienze, PNEI, Biofisica e Fisica Quantistica possano portare alla conoscenza di Tecniche naturali a supporto della prevenzione ma anche coadiuvanti e quindi integrative delle più usuali terapie in campo oncologico.

Limfomul Burkitt, subtip al limfoamelor non-Hodgkin, apare cu predilecţie la vârstele mici şi prezintă cea mai rapidă creştere tumorală întâlnită la oameni. Prezentăm cazul unui copil în vârstă de 5 ani, cu dureri abdominale difuze, distensie abdominală şi scaune semiconsistente, este transferat în Clinica Pediatrie I Târgu-Mureş, cu diagnosticul de malnutriţie severă şi edeme hipoproteice, de etiologie neprecizată. Investigaţiile de laborator efectuate arată leucocitoză, VSH uşor crescut, anemie, nivel scăzut al proteinelor plasmatice, precum şi nivel crescut al LDH-ului. Ecografia abdominală pune în evidenţă lichid intraabdominal, iar CT-ul abdominal arată lichid liber între ansele intestinale, 2 fistule, una duodeno-colică şi una jejuno-colică, precum şi andenopatii. Surpriza intraoperatorie este descoperirea unei mase tumorale care implică duodenul, jejunul şi colon, iar examenul histopatologic stabileşte diagnosticul de limfom Burkitt, formă extranodală, cu evoluţie post-operatorie grevată de multiple complicaţii. După a treia reintervenţie chirurgicală, se iniţiază chimioterpia. Deşi uneori tabloul clinic nu este sugestiv pentru severitatea patologiei, perseverenţa clinicianului este cea care duce în final la stabilirea diagnosticului.

Gli autori sulla base dell'esperienza personale e dei dati della letteratura, hanno esaminato il problema della diagnosi radiologica delle neoplasie maligne delle cavità nasali — paranasali con T.C. In particolare hanno considerato l'efficacia della metodica nell'evidenziare la lesione, la sua sede ed estensione, il tipo di crescita e la via di propagazione; nella dimostrazione delle lesioni ossee secondarie; nella valutazione delle caratteristiche diagnostiche differenziali delle neoplasie maligne e benigne. In questa patologia la TC dopo iniezione di m.d.c. è metodica affidabile, di prima istanza data la diffusione sufficiente delle attrezzature. I limiti della T.C. risiedono nella difficoltà di evidenziare le infiltrazioni durali iniziali e nel differenziare i confini della neoplasia rispetto agli epifenomeni infiammatori associati; settori nei quali la R.M. ha dimostrato la sua superiorità.

L’obiettivo di questo lavoro è stato di valutare la storia naturale di crescita degli schwannomi vestibolari (VS), la qualità di vita di quelli trattati in maniera conservativa e di validare una scala specifica per tale malattia in lingua francese, Penn Acoustic Neuroma Quality-of- Life (PANQOL). Sono stati studiati retrospettivamente 26 pazienti con VS trattato in maniera conservativa. Sono state raccolte le caratteristiche dei pazienti e i reperti radiologici, e sono state utilizzate due scale per validare valutare la qualità di vita: la Short Form-36 Health Survey (SF-36) e la PANQOL scale, tradotta in francese. I punteggi ottenuti sono stati comparati con gli studi precedenti. Il tempo medio di follow up è stato di 25 mesi (range 6-72). È stata osservato un accrescimento del tumore in 14 pazienti (53,8%), nessun accrescimento in 12 pazienti (46,2%), e non si è verificata nessuna riduzione. La crescita media del tumore è stata di 2,22 mm/anno, e non sono stati individuati fattori predittivi di crescita. I pazienti con vertigini e instabilità hanno riferito una più bassa qualità di vita, sia secondo la scala SF-36, sia secondo la scala PANQOL. Utilizzando la scala SF-36, i nostri risultati si sono rivelati paragonabili a quelli della letteratura. Utilizzando la scala PANQOL, i nostri punteggi non si sono rivelati statisticamente diversi da quelli derivanti da studi tedeschi e nordamericani, ad eccezione di quelli riguardanti l’udito (p=0,019). La qualità di vita diventa sempre più importante nella gestione dei VS. In linea con questi risultati, noi sosteniamo la strategia non conservativa associata ad una riabilitazione vestibolare per quei pazienti con vertigini ed instabilità. La scala PANQOL, disponibile in lingua francese, si è rivelata specifica per i VS.

Introdução: MicroRNAs são pequenos RNAs não codificantes, que atuam como reguladores pós-transcricionais de RNAs mensageiros-alvo. Estudos recentes demonstram que a expressão diferencial de alguns microRNAs associa-se com o desenvolvimento, invasão e metástase de vários tipos de câncer, incluindo o câncer de próstata. Os avanços nas técnicas de detecção e descoberta de novos marcadores moleculares são ferramentas importantes para o diagnóstico precoce e tratamento individual dos pacientes. Objetivo: Realizar revisão científica sobre os principais microRNAs alterados no câncer de próstata. Método: O PubMed foi a base de dados escolhida para a pesquisa e as palavras-chave utilizadas foram microRNA e câncer de próstata. A descoberta e o estudo dos microRNAs envolvidos na progressão do câncer são temas científicos recentes e, das 260 publicações encontradas, 25 foram selecionadas para compor esta revisão. Resultados: Muitos microRNAs são classificados como promotores da sobrevivência celular e do cresci mento tumoral. Os trabalhos selecionados para esta revisão descrevem expressão diferenciada de microRNAs em amostras de tumores prostáticos e em células tumorais prostáticas estudadas in vitro. A alteração de microRNAs no plasma, na urina e no tecido tumoral mostrou-se uma ferramenta interessante para distinguir pacientes com cancer de próstata de pacientes saudáveis, classificando essas moléculas como biomarcadores promissores. Conclusão: A excelente qualidade das publicações evidencia a importância da regulação pós-transcricional exercida pelos microRNAs na progressão do câncer de próstata. Apesar de o tema ser recente, técnicas moleculares de ultima geração estão sendo empregadas para a descoberta de novos microRNAs e para a caracterização da função daqueles já existentes.

La finalità del nostro lavoro è di valutare le caratteristiche di risonanza magnetica (RM) tipiche dei tumori parotidei maligni e benigni. Questo studio retrospettivo si basa sulla valutazione di esami RM pre-chirurgici di 94 pazienti con tumori parotidei. I risultati istologici erano disponibili in tutti i casi; abbiamo analizzato 69 lesioni erano benigne (73%) e 25 maligne (27%): 44 adenomi pleomorfi, 18 tumori di Warthin, 7 tumori benigni di diverso istotipo, 6 carcinomi squamocellulari, 3 carcinomi ex-adenomi pleomorfi, 2 carcinomi mucoepidermoidi, 1 tumore adenoidocistico, 13 tumori maligni di diverso istotipo. Sono state valutate le seguenti caratteristiche RM: morfologia, sede, dimensioni, margini, intensità di segnale nelle sequenze T2-pesate e T1-pesate, impregnazione dopo mezzo di contrasto (mdc), intensità di segnale della porzione cistica, presenza o assenza di una capsula, diffusione perineurale, pattern di crescita extraghiandolare e linfoadenopatie laterocervicali. È stata effettuata un’analisi statistica per identificare le caratteristiche RM più indicative di malignità e per definire l’aspetto tipico degli istotipi più comuni. I parametri significativamente predittivi di malignità sono risultati i margini mal-definiti (p < 0,001), le linfoadenopatie (p < 0,001) ed il pattern di crescita infiltrativo (p < 0,001). Le caratteristiche tipiche dell’adenoma pleomorfo sono risultate l’iperintensità di segnale nelle immagini T2-pesate (p = 0,02), l’intensa impregnazione dopo mdc (p < 0,001) ed i margini lobulati (p = 0,04). Le caratteristiche tipiche del tumore di Warthin sono risultate le componenti iperintense nelle immagini T1-pesate (p < 0,001), la localizzazione nel processo parotideo inferiore (p < 0,001) e l’impregnazione post-contrastografica lieve/incompleta (p = 0,01). L’intensità di segnale nelle immagini T1-pesate e T2- pesate e l’impregnazione post-contrastografica si sono rivelate utili nella diagnosi differenziale tra adenoma pleomorfo e tumore di Warthin.

Sono stati valutati retrospettivamente 120 casi di metastasi spinali esaminati mediante RM presso il nostro Centro. Le tre sedi primitive con maggior tendenza metastatica spinale sono risultate essere il polmone, la mammella e la prostata, confermando la tendenza della letteratura classica. La localizzazione delle forme intra-vertebrali con diametro inferiore ai 2,5 cm mostra tendenza di distribuzione priva di differenze significative tra localizzazioni centro-vertebrali o localizzazioni periferiche in relazione al tumore di origine. Questi ultimi dati contrastano con l'ipotesi di una via metastatica differente tra tumori polmonari (via arteriosa) e da altre sedi (via venosa retrograda). Infine la tendenza di crescita posteriore delle metastasi sembra rispettare la linea mediana.

Le neoplasie squamose papillari delle vie aeree digestive superiori sono una rara variante del carcinoma a cellule squamose. Sono caratterizzate da una crescita esofitica papillare e hanno una prognosi generalmente favorevole. Il tumore è già stato descritto a livello delle vie aeree digestive superiori. In tale contesto, le localizzazioni più frequenti sono la laringe e l’ipofaringe, mentre raramente sono interessati la cavità orale e l’ipofaringe. Gli studi limitati unitamente all’esiguo numero di casi pubblicati di carcinoma squamoso papillare a localizzazione tonsillare, ci hanno indotto a una completa analisi di questo tumore, analizzando gli aspetti clinici, istopatologici, radiologici, virologici e terapeutici, non sempre presenti in letteratura. Un case report di carcinoma squamoso papillare della tonsilla palatina è pertanto riportato. La lesione (T2N0M0), localizzata a livello della tonsilla palatina sinistra, si aggettava verso la cavità orale. HPV DNA 16 e mRNA E6/E7 erano rilevati nella lesione. Un profilo della neoplasia è pertanto presentato unitamente a una completa revisione della recente letteratura, analizzando tutti gli aspetti di interesse di tale neoplasia.

In questo elaborato ho analizzato un sistema di reazione-diffusione proposto come modello per descrivere un fenomeno di crescita tumorale. In particolare, è stato approfondito il processo in cui l'invasione neoplastica è originata dalla produzione di un eccesso di ioni acidi da parte delle cellule maligne. Il sistema preso in esame descrive l'andamento di tre grandezze: la concentrazione di tessuto sano, la concentrazione di tessuto maligno e l'eccesso di ioni acidi. Ho quindi cercato soluzioni compatibili con il sistema le quali fossero funzioni della tipologia travelling waves, ossia onde che si propagano lungo l'asse reale con un grafico fissato e ad una velocità costante. I risultati ottenuti in questo lavoro sono stati così suddivisi: nel Capitolo 1 viene descritto il processo di invasione tumorale dal punto di vista biologico, nel Capitolo 2 vengono forniti alcuni lemmi e proposizioni preliminari, nel Capitolo 3 viene calcolata un'approssimazione della soluzione del sistema tramite onde del tipo slow waves e infine nel Capitolo 4 sono state studiate la presenza e la larghezza dello spazio interstiziale, ossia di una regione situata tra il tessuto sano e quello neoplastico nella quale si registra una concentrazione di cellule, sia normali sia maligne, praticamente nulla. Infine, sono state rappresentate graficamente le soluzioni in tre possibili situazioni caratterizzate da un diverso parametro di aggressività del tumore.

Background: venous thromboembolism, a common complication of several malignant diseases, is a cause of poorest prognosis for the patients with respect to patients suffering for thrombus manifestation only. This occurs in the presence of a hypercoagulability state caused by coagulation factor that activate a number of pathways involved in tumor progressions. Among this factors, thrombin, a serine-protease implicated in the coagulation of fibrin, showed several physiologic and pathologic features and controls several cellular functions, including mitogenesis, cell adhesion, and angiogenesis. All this cellular responses are mediated by the thrombin-induced activation of PAR-1, a protease activated receptor expressed on the membrane of different cell types. Dabigatran is a new oral anticoagulant used in clinics for venous thromboembolism that inhibits effects of thrombin in a reversible manner by directly binding thrombin and altering its conformation. Aim: This study aims to evaluate the modulatory effects of dabigatran on tumor progression induced by thrombin. Moreover, we aim to study the effects of dabigatran in the regulation of cell cycle and proliferation in different tumor cell lines and of the neoangiogenesis induced by thrombin, with particular emphasis on the expression of Twist and Gro-α. Materials and methods:the tumor cell lines MCF-7 and U87-MG, from breast cancer and glioblastoma, respectively, and the endothelial cell line HUVEC, were used to evaluatethe effects of dabigatran on thrombin-induced proliferation (MTS assay), cell cycle (propidium iodide, PI, and BrdU assay) and expression of p27 and cyclin D1 by western blot, both proteins involved in regulation of cell cycle. Cell death of cells under treatment with thrombin and thrombin + dabigatran was evaluated by flow cytometry with PI and anexinV. We also evaluated the expression of Twist and Gro-α on tumoral cell lines, treated as above described,by real time PCR and western blot. Furthermore, we evaluated the effect of dabigatran on chemiotaxis (boyden chamber) and cord formation on matrigel. Results: This study demonstrated that thrombin induced an increased proliferation, the upregulation of cyclin D1 expression and the downregulation of p27, a protein regulating the cell cycle by increasing the amount of cells in S phase, on MCF-7 cells, effects reversed by treatment with dabigratran. On the contrary, U87-MG cells showed a reduced proliferation and an increased escape from cell death, following thrombin treatment. With regards to the vessel formation, thrombin upregulates the mRNA and protein expression of Twist and Gro-α and enhanced chemiotaxis of MCF-7, U87-MG, and HUVEC cells and stimulated tube formations in HUVEC cells, all effects hampered by the treatment with dabigatrans. Discussion: Thrombin stimulates cell proliferation, migration of tumor cell and tube formation in HUVEC endothelial cell line. dabigatran reduced cell proliferation, by modulating the expression of cyclin D1 and p27, both proteins involved in cell cycle regulation. Furthermore dabigatran inhibited neoangiogenesis and migration by reducing the expression of Twist and Gro-α on tumor and endothelial cell lines, and significantly decreased tube formation and chemiotaxis. Our data indicated that dabigatran could be used not only as an anticoagulant, but also as an anti-proliferative and anti-angiogenetic drug to prevent tumor progression in patients suffering for different tumors.
Gli eventi trombotici rappresentano una complicanza frequente dei pazienti con malattia neoplastica e ne condizionano una prognosi peggiore rispetto a pazienti neoplastici senza eventi trombotici. Ciò può suggerire che lo stato di ipercoagulabilità presente in questi pazienti favorisce la progressione neoplastica. Tra i fattori della coagulazione in grado di modulare la progressione neoplastica c’è a trombina, una serin-proteasi il cui ruolo principale è la trasformazione del fibrinogenoin fibrina, tappa finale della formazione del coagulo. La trombina tuttavia è in grado anche di stimolareprocessi come la proliferazione, la migrazione, l’adesione cellulare, l’angiogenesi, e la metastatizzazione. Tutti questi processi indotti dalla trombina sono mediati dal PAR-1, un recettore attivato da proteasi che viene espresso sulla membrana cellulare. Il dabigatran, un anticoagulante di corrente impiego nel trattamento del tromboembolismo venoso, inibisce in maniera reversibile l’attività della trombina modificandone la conformazione e rendendola incapace di legare ed attivare PAR-1. Obiettivo dello studio è di valutarese dabigatran è in grado di annullare gli effetti della trombina sulla progressione tumorale. In particolare, sono stati valutati gli effetti della trombina e dabigatranin-vitrosulla regolazione del ciclo cellulare, sulla proliferazione di cellule tumorali, sulla motilità e sulla formazione di neo-vasi. Per lo studiosono state utilizzate cellule di adenocarcinoma mammario e cellule di glioblastoma, come pure gli effetti di trombina e dabigatran sono stati definiti anche su una linea di cellule endoteliali. Per valutare l’effetto sulla proliferazione e sulla regolazione del ciclo cellulare,sono stati utilizzati il test di proliferazione MTS, l’analisi citofluorimetrica e il western blot. La morte cellulare è stata quantificata al citofluorimetro con anessina V e PI. Con le medesime metodiche è stato valutato la neoangiogenesi indotta da trombina e gli effetti di dabigatran, valutando l’espressione di proteine coinvolte nel processo angiogenetico come Twist e Gro-α.Infine, mediante camera di Boydenè stato quantificato il ruolo di trombina e dabigatran sulla chemotassi come pure abbiamo valutato il processo di neoformazione vasale su Matrigel. Abbiamo osservato come trombina determini proliferazione di celluledi adenocarcinoma mammario MCF-7 e che questa proliferazione si accompagna ad elevata espressione della ciclina D1 unitamente alla diminuzione della proteina p27, molecole chiave nella progressione del ciclo cellulare. La presenza di dabigatran si è dimostrata efficace nell’antagonizzare la proliferazione indotta da trombina come pure l’espressione delle proteine coinvolte nel ciclo cellulare. Abbiamo inoltre dimostrato che la formazione di neovasi stimolata dalla presenza di trombina si accompagna ad un aumento significativo dell’espressione di proteine regolatrici della neoangiogenesi, Twist e Gro-α. Trombina si è dimostrata anche in grado di determinare chemoattrazione di cellule neoplastiche e endoteliali. Tutti questi effetti pro-tumorali indotti da trombina sono stati significativamente inibiti da dabigratan. Abbiamo pertanto confermato che la trombina è attiva in molti processi favorenti la crescita neoplastica, dalla proliferazione, alla migrazione, fino alla neoangiogenesi. Dabigatran, un inibitore della trombina,si è dimostrato efficacenell’antagonizzare tali effetti pro-neoplastici. Anche se i nostri dati dovranno essere confermati da osservazioni cliniche, l’impiego di dabigatran come anticoagulante in pazienti con cancro e trombosi potrebbe rivelarsi efficace anche nel contrastare la progressione neoplastica. Inoltre i nostri dati indicano nel recettore PAR-1 un possibile target di futuri farmaci antiproliferativi.

I tumori sono tessuti complessi in cui le cellule tumorali coesistono insieme a varie cellule del tessuto circostante creando un microambiente molto sofisticato. Il microambiente tumorale è infatti un tessuto composto da cellule tumorali, cellule immunitarie, fibroblasti, cellule adipose, macrofagi, cellule endoteliali e dalla matrice extracellulare (ECM). L’ECM è formata da una complessa rete proteica, come collagene, laminina, fibronectina, proteoglicani e polisaccaridi non proteoglicani. Questa rete fornisce un sostegno fisico per le cellule, è anche deputata all’idratazione del tessuto, funge da serbatoio di fattori solubili, e supporta e trasduce le forze meccaniche che influenzano e regolano la crescita del tumore. I cambiamenti nella meccanica cellulare e tissutale sono tra i segni distintivi del cancro. Tuttavia, è meno chiaro come l'irrigidimento dei tessuti sia correlato all'evoluzione del tumore. Il recettore del fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGFR2) è frequentemente disregolato nei tumori, con conseguente segnalazione intracellulare aberrante, metabolismo alterato, aumento della proliferazione cellulare e prognosi infausta. Qui abbiamo studiato il meccanismo con cui la sostituzione inattivante R1032Q, la più frequente mutazione non sinonimo di VEGFR2, promuove la crescita del tumore. Sebbene la sostituzione R1032Q comporti la perdita dell’attività chinasica del recettore, il VEGFR2R1032Q “inattivo” conferisce un vantaggio di crescita selettiva alle cellule tumorali. Infatti, in un modello di melanoma esprimente la mutazione R1032Q in eterozigosi con il recettore WT, VEGFR2R1032Q aumenta la proliferazione cellulare, la crescita e la capacità metastatica del tumore. La nostra analisi ha mostrato che VEGFR2R1032Q mutato forma eterodimeri funzionali con VEGFR2WT aumentando la segnalazione intracellulare associata a VEGFR2 in assenza di stimolazione esogena con VEGF-A. Inoltre l’analisi dei tumori derivati dall’inoculo del modello isogenico di melanoma nel sottocute di topo ha evidenziato che la capacità pro-oncogenica del mutante R1032Q è dovuta, almeno in parte, al rimodellamento della ECM e da una maggiore vascolarizzazione. Attraverso diverse tecniche di imaging mostriamo che i tumori esprimenti la mutazione hanno una diversa organizzazione della ECM rispetto ai tumori esprimenti il recettore WT, con fasci di matrice più abbondanti ma meno direzionati. Per capire se la riorganizzazione della matrice influisca sulla vascolarizzazione del tumore, abbiamo studiato come le matrici prodotte dalle cellule Sk-Mel-31 modulano il comportamento delle cellule endoteliali (EC) in vitro. Ancora, mediante tecniche di microscopia avanzata (alta risoluzione, FLIM/FRET), abbiamo evidenziato che la matrice decellularizzata (dECM) prodotta dalle cellule esprimenti VEGFR2R1032Q favorisce l'adesione delle EC modulando sia il numero di placche di adesione focale che le forze meccaniche intracellulari da queste mediate. L’adesione su dECM prodotte da cellule esprimenti VEGFR2R1032Q promuove uno switch verso un fenotipo angiogenico, l’alterazione del metabolismo cellulare e la transizione verso un fenotipo più mesenchimale, compatibile con le caratteristiche di aumentata motilità cellulare dimostrata con esperimenti di migrazione. In conclusione, i nostri dati suggeriscono che la ECM prodotta da cellule esprimenti VEGFR2R1032Q può alterare il comportamento delle EC inducendo un fenotipo pro-adesivo e pro-migratorio che potrebbe promuovere l'aggressività e la metastasi dei tumori che ospitano questa mutazione.
Malignant tumor cells recruit normal cells from surrounding tissue, creating a sophisticated microenvironment composed of tumor cells, immune cells, fibroblasts, adipocytes, macrophages, endothelial cells (ECs), and the extracellular matrix (ECM). Besides being a reservoir of soluble factors, the ECM provides cells with a physical scaffold and has a dynamic role in the evolution and spread of cancers. The ECM consists of a complex fibrous protein network (including collagen, laminin, and fibronectin), proteoglycans, and non-proteoglycan polysaccharides. The ensemble of molecular composition and stiffness of ECM supports and transduces mechanical forces to both tumor and stromal cells, regulating tumor growth and homeostasis. Abundant and aberrant ECM proteins have been associated with poor prognosis and reduced response to therapy. Moreover, the ECM is also subjected to a continuous cycle of deposition and remodeling from cancer cells and tumor-associated stromal cells, creating a cancer-supporting matrix. However, it is less clear how tissue stiffening relates to tumor evolution. The vascular endothelial growth factor receptor 2 (VEGFR2) is commonly dysregulated in cancer, resulting in aberrant intracellular signaling, altered metabolism, increased cell proliferation, and poor prognosis. Here we investigated how R1032Q, the most frequent non-synonymous inactivating mutation of VEGFR2, promotes tumor growth. Although the R1032Q substitution entails a loss of receptor function, the “inactive” VEGFR2R1032Q confers a selective growth advantage to cancer cells. Indeed, in a melanoma model with heterozygous R1032Q mutation of VEGFR2, VEGFR2R1032Q increases cell proliferation, tumor growth, and metastasis. Our analysis showed that mutated VEGFR2R1032Q forms functional heterodimers with wild-type VEGFR2 increasing the VEGFR2-associated intracellular signaling without exogenous VEGF-A stimulation. Also, we show that the expression of the VEGFR2R1032Q mutant in Sk-Mel-31 melanoma cells results in fast growth and highly vascularized tumors when injected s.c.in mice. Furthermore, label-free SHG imaging highlights that tumors harboring VEGFR2R1032Q have a highly modified ECM organization with directed matrix bundles formed compared with VEGFR2WT tumors. In vitro experiments demonstrated that decellularized ECM (dECM) produced by VEGFR2R1032Q Sk-Mel-31 favors the adhesion of EC, increasing the number of focal adhesion plaques. Functional analysis, using the FRET-based VinTS tensor mechanosensor, reveals higher tensile forces generated in FA plaques in ECs seeded on dECM of Sk-Mel-31 VEGFR2R1032Q compared with ECs plated on dECM of Sk-Mel-31 VEGFR2WT. dECM of VEGFR2R1032Q Sk-Mel-31 also promotes EC migration and wound repair and induces relevant metabolic changes. In conclusion, our data suggest that ECM produced by VEGFR2R1032Q Sk-Mel-31 can alter EC behavior inducing a pro-adhesive and pro-migratory phenotype that might promote aggressiveness and metastasization of tumors harboring this mutation.

Aim of this work was to phenotypically and functionally distinguish myeloid-derived suppressor cell (MDSC) subsets and study their cytokine- and microRNA-mediated regulation. In the first part of the work we silenced granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF) in 4T1 mammary carcinoma line by means of RNA interference (RNAi), highlighting the relevance of this factor in the preferential induction of suppressive myeloid subpopulations and in the control of their maturation and functional properties. By using this in vivo model, we were also able to show that GM-CSF released by cancer cells, in addition to promote myeloid recruitment to the tumor site, is critical for their invasive potential and the induction of neo-angiogenesis, factors that contribute to rapid tumor growth and that are indeed inhibited when the cytokine is silenced. We also developed an in vitro model, by culturing bone marrow (BM) cells with GM-CSF and other hematopoietic cytokines, that allowed us to easily examine the molecular mechanisms driving MDSC subset differentiation. In particular, we explored the role of some microRNA, found to be differentially expressed between non-suppressive myeloid cells and MDSCs, on phenotype and function of the different BM-MDSC subsets obtained in vitro. The microRNA we identified were able to limit the expansion of a monocyte/macrophage suppressive cell fraction and to inhibit the proliferation of BM cultures. From some recent evidences, these microRNA seems to regulate genes involved in myeloid differentiation and hematopoietic homeostasis maintenance.
Lo scopo di questa tesi è stato quello di distinguere sottopopolazioni di cellule mieloidi soppressorie (MDSC) con caratteristiche fenotipiche e funzionali differenti e studiarne la regolazione mediata da citochine o da microRNA (miRNA). Nella prima parte del lavoro è stato messo a punto il silenziamento genico, mediante RNA interference (RNAi), del gene per il granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF) nella linea tumorale 4T1, che ci ha permesso di evidenziare l’importanza di questo mediatore nell’indurre l’accumulo preferenziale di sottopopolazioni mieloidi con attività soppressiva e nel modularne sia la maturazione che l’attività. L’impiego di questo modello in vivo ci ha inoltre permesso di osservare come il rilascio di GM-CSF da parte del tumore sia cruciale, oltre che per il reclutamento dell’infiltrato mieloide, anche per l’induzione di neo-angiogenesi e per il potenziale invasivo della neoplasia, fattori che concorrono alla rapida crescita tumorale e risultano inibiti dal silenziamento della citochina. Grazie all’utilizzo di un sistema di coltura in vitro di cellule midollari con GM-CSF e altre citochine ematopoietiche, siamo poi stati in grado di studiare agevolmente alcuni aspetti molecolari alla base della maturazione delle diverse sottopopolazioni di MDSC. In particolare, abbiamo esaminato il ruolo di alcuni miRNA, differenzialmente espressi in vivo tra cellule mielodi non soppressive e cellule MDSC di topi portatori di tumori istologicamente differenti, sul differenziamento e la funzione delle varie frazioni cellulari di MDSC inducibili in vitro. I miRNA in esame sono in grado di inibire la formazione della frazione monocito/macrofagica soppressiva e di alterare la proliferazione delle colture midollari. Da recenti evidenze ottenute, questi miRNA sembrano inoltre regolare alcuni geni coinvolti nel differenziamento mieloide e nel mantenimento dell’omeostasi ematopoietica.

In questa tesi si presenta l'analisi asintotica di un modello di crescita tumorale, seguendo l'articolo The Hele–Shaw Asymptotics for Mechanical Models of Tumor Growth (2014) di Perthame B., Quiròs F. e Vàzquez J.L. Tramite l'analisi asintotica è possibile costruire una correlazione tra i due principali approcci utilizzati nella descrizione del fenomeno: modelli della densità cellulare e problemi a frontiera libera. I primi descrivono l'evoluzione della popolazione cellulare e la sua interazione con fattori esterni (ossigeno, glucosio, sostanze chimiche) attraverso sistemi di equazioni differenziali. I secondi descrivono il movimento del tumore attraverso modelli a frontiera libera, in quanto, nelle prime fasi del suo sviluppo, i contorni del tumore sono ben definiti. Nel modello illustrato in questa tesi, si assume che il movimento delle cellule sia guidato dalla legge di Darcy, la quale è solitamente usata per descrivere il flusso di un fluido in un mezzo poroso. Si considera quindi una PME (porous medium equation) che governa l'evoluzione della densità cellulare. Si dimostra che il limite della soluzione dell'equazione esiste e soddisfa un problema a frontiera libera del tipo Hele-Shaw. Si dimostra inoltre l'unicità di tale soluzione limite. I risultati analoghi vengono dimostrati anche per un sistema che comprende una seconda equazione di diffusione-reazione, la quale descrive l'evoluzione della concentrazione di generici nutrienti (solitamente ossigeno e glucosio).

Si analizza il modello di Fister-Panetta per la crescita di cellule tumorali nella fase avascolare del tumore e si propone un percorso didattico di introduzione alla modellistica matematica in una quinta liceo. Si riporta poi una riflessione sulle motivazioni per cui l'introduzione degli aspetti modellistici e applicativi della matematica è importante anche nella scuola superiore.

Myeloid-derived suppressor cells (MDSC) are a heterogeneous population of cells that expands during cancer, inflammation and infection and are potent inhibitors of T-cell-mediated antitumor immunity. MDSC accumulate in the blood, lymph nodes and bone marrow and at tumor sites in most patients and experimental animals with cancer and inhibit both adaptative and innate immunity. Expansion, mobilization and activaction of MDSC is driven by tumors-secreted growth factors, and by a profound alteration of myelopoiesis. In cancer patients the nature of MDSC is still poorly defined since evidence exists for both monocytic and granulocytic features. In the present study we evaluated the phenotype and the suppressive activity of leukocyte subsets freshly isolated from the blood of melanoma and colon cancer patients. Our results indicate that cells with characteristics of MDSC can be found in both mononuclear and polymorphonuclear fraction, and that a useful marker for their identification is the alpha chain of IL4R. Subsequently, we defined growth factors able to generate MDSC in vitro from human bone marrow precursors and to use these cells to characterize better the biology and phenotype of human MDSC. We demonstrated that combinations of some cytokine, such as G-CSF, GM-CSF and IL-6 induce the expansion of bone-marrow immature myeloid populations (BM-MDSC) expressing IL4Ra, with phenotype and inhibitory activity comparable to patients' MDSC. Functional assays revealed that only cytokine-treated bone marrow cells are able to suppress lymphocyte proliferation, while ex-vivo isolated cells and untreated bone marrow cells do not interfere significantly with T lymphocyte proliferation. BM-MDSC suppress activation of both alloactivated and mitogen activated T lymphocytes. We further examined BM-MDSC mechanisms of suppression, and we demonstrated that these cells are able to suppress lymphocyte proliferation by decreasing lymphocyte CD3z chain expression and that suppression requires cell-to-cell contact. Immunoregulatory activity of BM-MDSC is dependent on C/EBPb transcription factor, a key component of the emergency myelopoiesis, because the knock down of C/EBPb leads to a marked decrease in the immunosuppressive activity of BM-MDSC. Since BM-derived MDSC consist of a heterogeneous myeloid population, we separated myeloid fractions with immunomagnetic sorting and we demonstrated that the Lineage negative fraction of BM-MDSC contains the main immunosuppressive activity by inducing a decrease of lymphocyte proliferation and of CD3z expression.
Le cellule soppressorie di derivazione mieloide (MDSC) costituiscono una popolazione molto eterogenea che viene espansa in alcune condizioni patologiche, come le neoplasie, le infiammazioni e le infezioni ed ha la capacità di inibire potentemente l'immunità antitumorale mediata dai linfociti T. Le MDSC si accumulano nel sangue, nei linfonodi, nel midollo osseo e nel microambiente tumorale, in pazienti ed in modelli animali portatori di tumore e inibiscono sia la risposta immunitaria innata, che quella adattativa. L'espansione, la mobilizzazione e l'attivazione delle MDSC è indotta da fattori di crescita rilasciati della cellule tumorali e da un'estesa alterazione della mielopoiesi. In pazienti portatori di tumore la caratterizzazione fenotipica e funzionale delle MDSC non è ancora completamente definita, ma esistono evidenze sia sulla natura granulocitaria che su quella monocitaria di tale popolazione. In questo lavoro di tesi abbiamo valutato il fenotipo e l'attività soppressoria di popolazioni leucocitarie isolate dal sangue periferico di pazienti affetti da tumore del colon e melanoma. I nostri risultati indicano che cellule con caratteristiche delle MDSC possono essere trovate sia nella frazione monocitaria che in quella granulocitaria e che un marcatore utile per la loro identificazione è la catena alpha del recettore dell'interleuchina 4 (IL4Ra). Nella seconda parte di questo lavoro abbiamo definito i fattori di crescita necessari per l'induzione in vitro di MDSC da progenitori mieloidi midollari, ed abbiamo usato tali cellule per caratterizzare la biologia ed il fenotipo delle MDSC. Abbiamo dimostrato che le combinazioni di alcune citochine, come G-CSF, GM-CSF e IL-6 inducono l'espansione di popolazioni mieloidi immature midollari (BM-MDSC) che esprimono IL4Ra e dotate di caratteristiche fenotipiche e funzionali simili a quelle delle MDSC espanse nei pazienti. I saggi funzionali hanno mostrato che solo le cellule trattate con le citochine sono in grado di inibire la proliferazione linfocitaria, mentre le cellule isolate ex-vivo o le colture mantenute in vitro senza l'aggiunta dei fattori di crescita, non interferiscono in modo significativo con la proliferazione linfocitaria. Le MDSC derivate da midollo (BM-MDSC) sopprimono sia la proliferazione dei linfociti attivati da alloantigeni, che la proliferazione di linfociti attivati da mitogeni. Abbiamo quindi analizzato i meccanismi di soppressione delle BM-MDSC ed abbiamo dimostrato che tali cellule sono in grado di sopprimere la proliferazione linfocitaria inducendo una diminuzione dell'espressione della catena z del CD3 e che la soppressione mediata dalle BM-MDSC richiede il contatto cellula-cellula. L'attività immunoregolatrice delle BM-MDSC dipende dal fattore di trascrizione C/EBPb, un componente chiave della granulopoiesi di emergenza, dal momento che la diminuzione della proteina induce una marcata inibizione dell'attività soppressoria delle BM-MDSC. Infine abbiamo separato alcune sottopopolazioni mieloidi presenti nelle BM-MDSC, poichè queste sono rappresentate da una popolazione mieloide eterogenea, ed abbiamo dimostrato che la frazione cellulare Lineage- è responsabile della maggiore attività immunosoppressoria inducendo una diminuzione della proliferazione linfocitaria e dell'espressione del CD3z di superficie.