Carcinoma mammario canino e umano: caratterizzazione di organoidi per lo sviluppo di nuove terapie a bersaglio molecolare
ProgettoIl carcinoma mammario umano (human breast cancer, HBC) è il tumore più frequente delle donne in tutto
il mondo. Numerosi modelli animali di laboratorio sono disponibili per studiare la progressione
dell'HBC e sviluppare nuove terapie mirate, ma traslare i risultati nella terapia oncologica rimane
impegnativo. Gli animali da compagnia sono considerati, sempre più, nella ricerca traslazionale
oncologica, poiché condividono gli stessi fattori di rischio ambientale dei loro proprietari, hanno un
sistema immunitario competente e sono molto più simili alla specie umana rispetto ai roditori, in caso di
valutazione della tossicità e l'efficacia di un farmaco. Gli animali da compagnia come i cani e i gatti
spesso sviluppano tumori mammari spontaneamente nel corso della loro vita, essendo il secondo tumore
più diagnosticato nei cani, principalmente nelle femmine anziane; inoltre, condividono vari aspetti
molecolari e clinici (storia naturale, prognosi) con HBC. Il carcinoma mammario canino (canine
mammary tumor, CMT) rappresenta una malattia altamente eterogenea con molti sottotipi istologici e
circa la metà di essi sono classificati come maligni. È interessante notare che singoli cani sviluppano
frequentemente più CMT con diversi sottotipi istologici localizzati in differenti complessi mammari.
Contrariamente all'HBC derivante principalmente dalle cellule epiteliali, il CMT maligno comprende sia
tumori derivanti dal dotto (carcinomi associati al dotto), carcinomi con un’unica tipologia cellulare
(epiteliale luminale, tumori maligni semplici), carcinomi con diversi tipi cellulari (tumori maligni non
semplici, complessi o misti, definiti da una proliferazione sia epiteliale he mioepiteliale o mesenchimale
con metaplasia). Le analisi molecolari e patologiche del CMT a livello funzionale, possono essere
effettuate in modo efficiente, solo se modelli rappresentativi di CMT vengono generati. Le poche linee
cellulari di CMT disponibili, non risultano rappresentative della diversità della malattia.
Recentemente, lo sviluppo di organoidi 3D (ORG) ha permesso la creazione di modelli inerenti molte
malattie, compresa la malattia oncologica, ove gli organoidi riassumono l'architettura epiteliale e la
fisiologia dei tessuti di origine. Questo sistema di coltura di cellule, si basa su diversi fattori, tra cui il più
utilizzato è il Matrigel, una membrana basale solubile estratta dal tumore EHS, Engelbreth-Holm-Swarm
che solidificandosi forma una struttura equivalente ad una membrana basale per la sua composizione, la
sua struttura e le sue proprietà fisiche. In queste condizioni colturali, le cellule primarie possono autoorganizzarsi
e crescere in tre dimensioni, mantenendo l'organizzazione del loro tessuto di origine. Gli
organoidi sono stati sviluppati per più tumori umani, come colon, ovaie, prostata, polmone e mammella
(13–16). Nei cani, sono state stabilite colture organoidi da fegato, tessuto mammario, cancro alla prostata,
epidermide, intestino, rene, carcinoma della vescica e carcinoma follicolare della tiroide.
Sebbene la ricerca preclinica sul tumore mammario si basi fortemente su modelli animali, mancano ancora
approcci sperimentali che permettano uno studio approfondito dell’oncogenesi. Inoltre, i modelli in vivo,
per lo più roditori, presentano alcuni svantaggi: costi elevati; alta variabilità della risposta; microambiente
tumorale fornito non è quello umano, ma murino. A livello molecolare, il tumore mammario
rappresenta una malattia oncologica eterogenea che prevede l’attivazione di diversi pathway: attivazione
del fattore di crescita epidermica di tipo 2 (HER2, codificato da ERBB2); attivazione dei recettori
ormonali (recettore per gli estrogeni e del progesterone) e/o mutazioni dei geni BRCA1/2. Di conseguenza
le strategie terapeutiche differiscono a seconda del sottotipo molecolare e della conseguente iperespressione
di recettori. Al contrario del carattere eterogeneo evidenziato nel tumore mammario, i modelli
sperimentali animali mostrano caratteri di omogeneità tumorale, rendendoli iperpredittivi o poco
predittivi, a seconda della prevalenza della tipologia cellulare tumorale utilizzata.
Lo scopo del progetto si basa sulla raccolta di tessuti di CMT e HBC, al fine di sviluppare organoidi
stabili, che potranno essere utilizzati per lo sviluppo e la valutazione di un modello preclinico per HBC e
CMT, che possa essere utilizzato per lo studio della oncogenesi e nella valutazione di terapie oncologiche.
il mondo. Numerosi modelli animali di laboratorio sono disponibili per studiare la progressione
dell'HBC e sviluppare nuove terapie mirate, ma traslare i risultati nella terapia oncologica rimane
impegnativo. Gli animali da compagnia sono considerati, sempre più, nella ricerca traslazionale
oncologica, poiché condividono gli stessi fattori di rischio ambientale dei loro proprietari, hanno un
sistema immunitario competente e sono molto più simili alla specie umana rispetto ai roditori, in caso di
valutazione della tossicità e l'efficacia di un farmaco. Gli animali da compagnia come i cani e i gatti
spesso sviluppano tumori mammari spontaneamente nel corso della loro vita, essendo il secondo tumore
più diagnosticato nei cani, principalmente nelle femmine anziane; inoltre, condividono vari aspetti
molecolari e clinici (storia naturale, prognosi) con HBC. Il carcinoma mammario canino (canine
mammary tumor, CMT) rappresenta una malattia altamente eterogenea con molti sottotipi istologici e
circa la metà di essi sono classificati come maligni. È interessante notare che singoli cani sviluppano
frequentemente più CMT con diversi sottotipi istologici localizzati in differenti complessi mammari.
Contrariamente all'HBC derivante principalmente dalle cellule epiteliali, il CMT maligno comprende sia
tumori derivanti dal dotto (carcinomi associati al dotto), carcinomi con un’unica tipologia cellulare
(epiteliale luminale, tumori maligni semplici), carcinomi con diversi tipi cellulari (tumori maligni non
semplici, complessi o misti, definiti da una proliferazione sia epiteliale he mioepiteliale o mesenchimale
con metaplasia). Le analisi molecolari e patologiche del CMT a livello funzionale, possono essere
effettuate in modo efficiente, solo se modelli rappresentativi di CMT vengono generati. Le poche linee
cellulari di CMT disponibili, non risultano rappresentative della diversità della malattia.
Recentemente, lo sviluppo di organoidi 3D (ORG) ha permesso la creazione di modelli inerenti molte
malattie, compresa la malattia oncologica, ove gli organoidi riassumono l'architettura epiteliale e la
fisiologia dei tessuti di origine. Questo sistema di coltura di cellule, si basa su diversi fattori, tra cui il più
utilizzato è il Matrigel, una membrana basale solubile estratta dal tumore EHS, Engelbreth-Holm-Swarm
che solidificandosi forma una struttura equivalente ad una membrana basale per la sua composizione, la
sua struttura e le sue proprietà fisiche. In queste condizioni colturali, le cellule primarie possono autoorganizzarsi
e crescere in tre dimensioni, mantenendo l'organizzazione del loro tessuto di origine. Gli
organoidi sono stati sviluppati per più tumori umani, come colon, ovaie, prostata, polmone e mammella
(13–16). Nei cani, sono state stabilite colture organoidi da fegato, tessuto mammario, cancro alla prostata,
epidermide, intestino, rene, carcinoma della vescica e carcinoma follicolare della tiroide.
Sebbene la ricerca preclinica sul tumore mammario si basi fortemente su modelli animali, mancano ancora
approcci sperimentali che permettano uno studio approfondito dell’oncogenesi. Inoltre, i modelli in vivo,
per lo più roditori, presentano alcuni svantaggi: costi elevati; alta variabilità della risposta; microambiente
tumorale fornito non è quello umano, ma murino. A livello molecolare, il tumore mammario
rappresenta una malattia oncologica eterogenea che prevede l’attivazione di diversi pathway: attivazione
del fattore di crescita epidermica di tipo 2 (HER2, codificato da ERBB2); attivazione dei recettori
ormonali (recettore per gli estrogeni e del progesterone) e/o mutazioni dei geni BRCA1/2. Di conseguenza
le strategie terapeutiche differiscono a seconda del sottotipo molecolare e della conseguente iperespressione
di recettori. Al contrario del carattere eterogeneo evidenziato nel tumore mammario, i modelli
sperimentali animali mostrano caratteri di omogeneità tumorale, rendendoli iperpredittivi o poco
predittivi, a seconda della prevalenza della tipologia cellulare tumorale utilizzata.
Lo scopo del progetto si basa sulla raccolta di tessuti di CMT e HBC, al fine di sviluppare organoidi
stabili, che potranno essere utilizzati per lo sviluppo e la valutazione di un modello preclinico per HBC e
CMT, che possa essere utilizzato per lo studio della oncogenesi e nella valutazione di terapie oncologiche.