Role of type I Interferons in the treatment of endocrine and non-endocrine cancers
Creators: name: Vitale, Giovanni
Publisher: name: Università degli Studi di Napoli Federico II
Year: 2006

description: Gli interferoni (IFNi) costituiscono una complessa famiglia di citochine, individuate inizialmente per la loro capacità di conferire uno stato anti-virale alle cellule. Successivamente, altri effetti biologici sono stati attribuiti agli IFNi, tra i quali una potente attività anti-tumorale. In relazione al tipo di recettore con cui interagiscono, gli IFNi sono stati classificati in due gruppi: IFNi di tipo I (IFN-, -, - and -) e IFNi di tipo II (IFN-). 
L’attività di ricerca svolta dal candidato durante il corso di Dottorato ha avuto come obiettivo quello di valutare l’efficacia in vitro dell’IFN- e IFN- in linee cellulari umane di tumore neuroendocrino del pancreas (BON), adenocarcinoma del pancreas (BxPC-3, MiaPaCa-2, Panc-1) e carcinoma del surrene (SW-13, H-295), e di analizzare i meccanismi d’azione ed il ruolo delle relative subunità recettoriali.
Gli effetti dell’IFN-2b e IFN-1a sulla proliferazione cellulare sono stati valutati tramite la quantificazione del DNA, rappresentativa del numero delle cellule, mediante determinazione fluorimetrica con il colorante fluorescente HoechstTM 33258. In tutte le linee cellulari che abbiamo testato, l’effetto inibitorio dell’IFN- risulta essere dose-dipendente e maggiore dell’IFN-. L’attività antitumorale dell’IFN- è prevalentemente dovuta all’arresto del ciclo cellulare, con accumulo delle cellule in fase S, evidenziato mediante lo studio dell’incorporazione di ioduro di propidio con la citometria a flusso (FACS). Mentre, l’IFN-, oltre ad indurre un ritardo di transizione delle cellule dalla fase S a G2M, ha un potente effetto stimolatorio sull’apoptosi in quasi tutte le linee cellulari esaminate. L’espressione dell’mRNA e delle proteine per le subunità recettoriali attive degli IFNi di tipo I (IFNAR-1 e IFNAR-2c) e’ stata identificata rispettivamente mediante RT-PCR quantitativa ed immunoistochimica in tutte le cellule esaminate. E’ interessante notare nelle linee cellulari di adenocarcinoma pancreatico le relazioni riscontrate tra la responsività alla terapia, l’espressione e la distribuzione delle due subunita’ recettoriali. L’analisi quantitativa alla RT-PCR dell’mRNA per IFNAR-1 e IFNAR-2c rivela una maggiore espressione nelle BxPC-3, la linea cellulare più sensibile agli IFNi di tipo I. L’immunoistochimica, oltre a confermare la superiore espressione del recettore nelle BxPC-3, evidenzia anche differenze nella localizzazione e distribuzione cellulare. Mentre nelle BxPC-3 le subunità IFNAR-1 e IFNAR-2c sono principalmente localizzate a livello della membrana cellulare, nelle Panc-1 (le cellule maggiormente resistenti alla terapia con IFN-/IFN-) il segnale è prevalentemente citoplasmatico, con una lieve positività membranosa. Pertanto, la maggiore sensibilità alla terapia con IFN nelle BxPC-3 potrebbe essere legata all’elevata espressione recettoriale, evidenziata prevalentemente a livello della membrana cellulare. L’IFN- sembra anche essere in grado di modulare l’espressione di importanti fattori di crescita tumorali. Infatti, nelle BON e H-295, cellule in grado di produrre grandi quantità di IGF-2, l’IFN- inibisce la trascrizione di tale fattore di crescita.
Infine, l’attività di ricerca è stata finalizzata all’identificazione di nuove strategie volte alla sensibilizzazione delle cellule tumorali all’azione dell’IFN-. L’IFN- a concentrazioni citostatiche aumenta l'espressione e la funzione del recettore per l'epidermal growth factor nelle cellule KB di carcinoma umano epidermoide, costituendo una risposta protettiva all'apoptosi indotta dall'IFN-. Abbiamo evidenziato che le cellule KB antagonizzano l'effetto antiproliferativo ed apoptotico dell'IFN- attraverso l'iperattivazione della cascata delle chinasi attivate da mitogeni (MAPK) dipendente da ras. Pertanto, il targeting selettivo di tale via metabolica potrebbe essere un valido strumento per eludere i meccanismi di resistenza all’IFN- attivati dalla cellula.  Infatti, l’inibizione selettiva di ras, attraverso la trasfezione del dominante negativo di ras RASN17 nelle cellule KB, potenzia l'apoptosi indotta da IFN come determinato con analisi al FACS e tecnica TUNEL. Analogo potenziamento dell’attività apoptotica dell’IFN- è stato evidenziato dall’associazione con un inibitore selettivo di MEK-1 (PD 98059), a sua volta attivatore selettivo di ERK-1/2.