Abstract
L’epatocarcinoma (HCC) è la quinta causa di morte per tumore nel mondo e si prevede che la sindrome metabolica divenga uno dei principali fattori di rischio nel mondo occidentale. Numerose evidenze legano la sindrome metabolica allo sviluppo di HCC, anche attraverso la modulazione del sistema immunitario, fattore determinante nella risposta a specifici trattamenti. La MASLD (malattia epatica associata alla disfunzione metabolica) potrebbe influenzare negativamente la risposta all’immunoterapia nell’HCC, pertanto le alterazioni metaboliche che interessano sia le cellule neoplastiche che il microambiente tumorale sembrano essere rilevanti per l’insorgenza dell’HCC, la progressione e la risposta ai trattamenti. L’ipotesi alla base di questo progetto è che farmaci che modulano il metabolismo possano aumentare l’efficacia dei trattamenti impiegati nella pratica clinica per l’HCC, in specifici sottogruppi di pazienti. Studieremo alcuni processi metabolici alterati in corso di MASLD, valutandone la possibile modulazione terapeutica e i possibili effetti sinergici prodotti dalla combinazione fra farmaci a target metabolico, inibitori dei checkpoint immunitari (ICIs) e inibitori delle tirosin chinasi (TKIs). Questi studi verranno condotti sia su linee cellulari derivate da HCC che in un modello animale a noi ben noto, l’HCC indotto dalla dietilnitrosamina nel ratto. Questo modello verrà effettuato sia in animali allevati con dieta standard che in animali allevati con dieta grassa. I ratti saranno trattati con farmaci metabolici e con ICIs e TKIs utilizzati nella pratica clinica, in varie associazioni, per garantirne la traslabilità. Gli esperimenti in vitro ed ex-vivo sono conclusi e l’analisi dei dati è in corso. Sono state ultimate analisi di immunoistochimica e di trascrittomica mediante RNAseq su tessuto di HCC da pazienti da noi seguiti, accuratamente annotati in merito a fattori di rischio, terapia, decorso clinico. Il microambiente immunitario, le firme trascrittomiche e l’espressione di alcuni checkpoint immunitari differenziano gli HCC su MAFLD da quelli virus-associati, suggerendo un razionale per le associazioni fra farmaci metabolici e ICIs. Tale ipotesi verrà testata in HCC sviluppatisi in ratti nutriti con dieta standard e con dieta ad alto contenuto lipidico. I risultati chiariranno se nel nostro modello le alterazioni metaboliche indotte dalla dieta ad alto contenuto di grassi influenzano la cancerogenesi, le caratteristiche dell’infiltrato, e la risposta all’immunoterapia come precedentemente riportato in un modello murino di HCC su NASH. Valuteremo inoltre il ruolo delle alterazioni del metabolismo mitocondriale, che sono risultate critiche nella resistenza ai TKIs in vitro. E’ stata ottenuta l’approvazione alla conduzione di tali esperimenti da parte del Comitato Etico Animale, identificato il setting adeguato, ed è in corso la formazione del personale secondo la rigorosa normativa vigente. Tale sperimentazione inizierà a breve.
Risultati raggiunti
Nell’ultimo decennio l’introduzione degli inibitori dei check-point immunitari nella terapia dei tumori ha determinato un significativo miglioramento della risposta ai trattamenti e della sopravvivenza. Ciò è avvenuto anche per l’epatocarcinoma (HCC), dove tuttavia la risposta all’immunoterapia è variabile, con approssimativamente un 30% circa di risposte parziali, un 40% di stabilità di malattia e la restante frazione di pazienti che mostrano resistenza a tali trattamenti. Una ulteriore problematica di rilievo è rappresentata dalla progressione dopo una fase di iniziale controllo della malattia. Al momento attuale non sono disponibili biomarcatori predittivi di risposta all’immunoterapia per i pazienti con HCC. L’asse PD-1-PD-L1 è uno dei più studiati nelle neoplasie, e il più utilizzato come bersaglio terapeutico, al fine di riattivare la capacità del sistema immunitario di rispondere contro il tumore. Congruentemente con questa finalità, gli studi effettuati fino ad ora sono stati focalizzati principalmente alla caratterizzazione del ruolo dell’asse PD-1/PD-L1 nella modulazione della risposta immunitaria verso il tumore. Partendo dall’analisi tissutale di cento HCC noi abbiamo esteso la valutazione dell’espressione dei checkpoint immunitari, quali PD-1 e PD-L1 anche alle cellule neoplastiche, oltre alle cellule dell’infiltrato immunitario. I risultati più salienti di questo studio possono essere così riassunti: - L’espressione di PD-1 non è circoscritta alla componente cellulare immunitaria, ma è identificabile anche nelle cellule neoplastiche nel 67% dei casi. In particolare PD-1 presenta elevata intensità nelle cellule neoplastiche steatosiche e in HCC che complicano epatopatie dismetaboliche. Negli epatociti neoplastici ha una localizzazione sub-cellulare eterogenea: nucleare, di membrana, citoplasmatica, meglio evidenziabile mediante immunofluorescenza. - Nelle linee cellulari derivate da HCC, l’espressione e la distribuzione subcellulare di PD-1 mediante western blot sulle frazioni nucleari e citoplasmatiche ne confermano l’espressione in entrambi i compartimenti, con livelli variabili nelle varie linee cellulari, rispecchiando ciò che si osserva negli HCC. Tale distribuzione sub-cellulare è associata ad eventi di glicosilazione. L’espressione del gene PDCD1 e dei fattori associati all’attivazione della via di segnalazione di PD-1 evidenzia come negli HCC steatosici l’espressione di PD-1 non sia associata all’attivazione della risposta immunitaria, a differenza degli HCC associati a infezioni virali, suggerendone vie alternative di regolazione, che coinvolgono eventi post-traduzionali e post-traslazionali. - In linee cellulari derivate da HCC, il blocco di PD-1 anticorpo-mediato determina effetti eterogenei su proliferazione, ciclo cellulare, apoptosi, migrazione. Tali effetti eterogenei sono linea cellulare-dipendenti, talora divergenti, e sono congruenti con la modulazione sia a livello proteomico che trascrittomico di vie di segnalazione intracellulare di primaria rilevanza oncogenica quali PI3K/AKT, MAPK/ERK1/2 e mTOR. Questi esperimenti indicano un ruolo contesto-specifico della componente intracellulare di PD-1 espressa dalle cellule neoplastiche nella regolazione di vie oncogeniche e nella risposta ai trattamenti. - Per approfondire i meccanismi all’origine dei diversi pattern di risposta al blocco di PD-1 in vitro abbiamo chiarito il ruolo cruciale del pattern di espressione di PD-1 da parte delle cellule neoplastiche e della localizzazione sub-cellulare. I nostri dati supportano pertanto un duplice ruolo del blocco di PD-1 nel trattamento dell’HCC: da un lato la riattivazione della risposta immunitaria verso la neoplasia e dall’altro il ruolo di target terapeutico diretto quando espresso in maniera aberrante dalle cellule neoplastiche. Tali evidenze andranno validate su tessuti di HCC di pazienti trattati con immunoterapia, al fine di confermarne la traslabilità dal setting in vitro a quello della patologia umana. Qualora i nostri dati preclinici siano confermati, potranno contribuire alla personalizzazione dei trattamenti immunoterapici per incrementarne il tasso di risposta. Sulla base di questi risultati, sono in corso ulteriori esperimenti su un modello murino di epatocarcinoma, volti a valutare l’efficacia antitumorale dell’immunoterapia in associazione con farmaci metabolici in animali nutriti con dieta standard e in animali nutriti con dieta ad alto contenuto di grassi, al fine di riprodurre il contesto metabolico dell’HCC insorto su epatopatia dismetabolica.Dettagli del progetto
Responsabile scientifico: Fabio Piscaglia
Strutture Unibo coinvolte:
Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche
Coordinatore:
Università degli Studi di Ferrara - Amministrazione Centrale(Italy)
Contributo totale Unibo: Euro (EUR) 94.000,00
Durata del progetto in mesi: 24
Data di inizio
18/10/2023
Data di fine:
28/02/2026
