L’incidenza del melanoma è più che raddoppiata negli ultimi 30 anni: in Italia sono oltre 100.000 e persone colpite ed oltre 10.000 i nuovi casi ogni anno, con circa 2000 morti l’anno per questa malattia. Oltre un terzo dei pazienti ha meno di 50 anni. Il Piemonte è una delle regioni più esposte al rischio melanoma, con oltre 1300 nuovi casi diagnosticati ogni anno,

Rispetto all’ultimo decennio si riscontra un aumento dell’incidenza di +30% (dati dal Registro Tumori Piemonte del 2017). Quando il tumore viene diagnosticato in fase avanzata, la prognosi è estremamente infausta: la sopravvivenza media dei pazienti al IV stadio è di circa 6-8 mesi. Questi dati, oltre a sottolineare l’importanza di una corretta cultura della prevenzione e della diagnosi precoce, purtroppo evidenziano anche che a livello locale questa malattia costituisca un problema sociale assai rilevante, considerando che la guarigione completa dalla malattia è possibile al momento solo in seguito a rimozione chirurgica del tumore in fase molto precoce.

In approssimativamente metà dei pazienti è presente una particolare mutazione nell’oncogene BRAF (V600E) che causa l’attivazione permanente della corrispondente proteina di segnalazione, la quale a sua volta porta a una proliferazione cellulare incontrollata.

Recentemente sono stati introdotti nella clinica oncologica farmaci “intelligenti”, in grado di inibire selettivamente la proteina BRAF mutata (BRAFi), che fanno parte delle cosiddette “terapie mirate”, dirette contro alterazioni molecolari specifiche del tumore. Purtroppo, dopo un’iniziale risposta favorevole alla terapia, il trattamento con BRAFi risulta quasi inesorabilmente nella recidiva della malattia nel giro di pochi mesi, a causa di meccanismi di resistenza intrinseci o acquisiti del tumore. Dunque, la comprensione dei meccanismi di resistenza del melanoma umano alle terapie mirate è fondamentale per lo sviluppo di nuove strategie in grado di eradicare le cellule resistenti ai BRAFi.

Il nostro laboratorio studia i meccanismi adattativi delle cellule, focalizzandosi sulle funzioni di una proteina di segnalazione detta mTOR (Mammalian target of Rapamycin), un sensore fondamentale delle condizioni nutrizionali e metaboliche. Mentre gli stimoli di crescita cellulare e i nutrienti attivano questa molecola, gli stress cellulari, come la scarsezza di nutrimento, la inattivano. Alterazioni della funzionalità di mTOR sono caratteristici di malattie come i tumori e il diabete, e si ritiene che la sua attivazione sostenuta sia un determinante fondamentale della senescenza cellulare e dell’invecchiamento. mTOR è iperattivo nella maggior parte delle neoplasie umane, e con le sue funzioni anaboliche contribuisce sostanzialmente all’espansione della massa tumorale. Per questo motivo, l’inibizione farmacologica di mTOR è stata estensivamente tentata nella pratica clinica oncologica. Purtroppo, questa strategia terapeutica di per sé ha portato a benefici limitati e comunque confinati a pochi tipi di tumore. I nostri studi più recenti, assieme ad altri, suggeriscono che l’inibizione di mTOR porti all’attivazione di programmi adattativi nelle cellule tumorali che si “allenano” a sopravvivere in modalità di “risparmio energetico”, il che consente loro una resistenza a livelli di stress estremamente elevati come quelli indotti dalle terapie oncologiche. Il nostro laboratorio, assieme ad altri, ha dimostrato infatti che l’inibizione di mTOR contrasta il declino funzionale delle cellule staminali e aumenta la resistenza allo stress in vari tipi di cellule. Ciò non solo spiegherebbe come l’inibizione farmacologica di mTOR abbia di per sé limitato effetto antitumorale, ma suggerirebbe anche che l’inibizione di mTOR, spontanea o indotta, potrebbe essere alla base di meccanismi di resistenza alle terapie oncologiche in tumori particolarmente aggressivi.

Il progetto

Il nostro progetto consiste nel testare l’ipotesi che nel melanoma, l’attenuazione dell’attività biochimica di mTOR nelle cellule tumorali possa promuovere l’insorgenza di meccanismi di resistenza alle “terapie mirate” basate sull’uso dei BRAFi, da soli o in combinazione con altri inibitori farmacologici correntemente utilizzati nella terapia del melanoma BRAF-mutato (inibitori di MEK).

Per svolgere questo progetto, abbiamo generato in laboratorio varie linee cellulari di melanoma con mutazione in BRAF e divenute resistenti ai BRAFi.

Usando questi modelli cellulari e le loro controparti sensibili ai farmaci:

1. Valuteremo gli effetti dell’inibizione farmacologica di mTOR sull’acquisizione della resistenza alla terapia, valutando la capacità delle cellule di sopravvivere e proliferare ai BRAFi in presenza o assenza di trattamento prolungato con gli inibitori di mTOR.
2. Paragoneremo i profili globali di espressione genica, (tramite studi RNA-sequencing e proteomica) e i profili metabolici (metaboloma) delle cellule sensibili o resistenti alla terapia, in presenza o assenza degli inibitori di mTOR.
3. Studieremo inoltre l’effetto dell’inattivazione individuale dei due principali complessi molecolari formati da mTOR (mTOR complex 1, mTOR complex 2), sull’acquisizione della resistenza ai BRAFi.

Quindi, usando un approccio basato sia su ipotesi specifiche sia su analisi “sistematiche”, ci proponiamo di identificare le principali alterazioni nell’espressione genica e nel metabolismo cellulare del melanoma BRAF-mutato influenzate dall’inibizione di mTOR.

Incrociando questi dati con i risultati dei nostri studi funzionali, questo progetto potrà evidenziare “nodi sensibili” nelle reti di segnalazione cellulare del melanoma. Il completamento del progetto porterà all’identificazione di nuovi bersagli molecolari candidati a sensibilizzare le cellule di melanoma alle terapie mirate e ad aumentarne l’efficacia terapeutica.

Referenze utili

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