Indicazione e risultati dei trattamenti locoregionali nell’epatocarcinoma

La chemioembolizzazione (TACE) è uno dei trattamenti locoregionali più largamente utilizzati nel trattamento dell’epatocarcinoma (HCC). A tutt’oggi però rimangono irrisolte alcune importanti controversie sul suo impiego. Nella presente tesi sono stati analizzati alcuni dei principali oggetti di dibattito quali (1) indicazione al trattamento, (2) trattamenti multipli e schema di ritrattamento e (3) trattamento dei pazienti candidabili a trapianto di fegato. A tal fine sono stati riportati tre studi che hanno analizzato gli argomenti sopradescritti. La TACE viene comunemente eseguita nei pazienti al di fuori delle raccomandazioni delle linee guida tra cui i pazienti con nodulo singolo, i pazienti con trombosi portale e con performance status (PS) compromesso. Dallo studio 1 è emerso che la TACE può essere considerata una valida opzione terapeutica nei pazienti con HCC singolo non candidabili a trattamenti curativi, che la trombosi portale non neoplastica ed una lieve compromissione del performance status (PS-1) verosimilmente legata alla cirrosi non hanno impatto sulla sopravvivenza post-trattamento. Multipli trattamenti di chemioembolizzazione vengono frequentemente eseguiti ma non esiste a tutt’oggi un numero ottimale di ritrattamenti TACE. Dallo studio 2 è emerso che il trattamento TACE eseguito “on demand” può essere efficacemente ripetuto nei pazienti che non abbiano scompenso funzionale e non siano candidabili a trattamenti curativi anche se solo una piccola percentuale di pazienti selezionati può essere sottoposto a più cicli di trattamento. La TACE è frequentemente impiegata nei pazienti in lista per trapianto di fegato ma non c’è evidenza dell’efficacia di trattamenti ripetuti in questi pazienti. Dallo studio 3 è emerso che il numero di TACE non è significativamente associato né alla necrosi tumorale, né alla recidiva né alla sopravvivenza post-trapianto. Un tempo d’attesa prima del trapianto ≤6 mesi è invece risultato essere fattore predittivo indipendente di recidiva riflettendo la possibile maggiore aggressività tumorale in questa classe di pazienti.

Analisi fosfo-proteomica di campioni di tumore: il problema della stratificazione dei pazienti ed eterogeneità intra-tumorale nell'era della terapia personalizzata

Nella presente tesi indaghiamo la potenzialità di LCM e Reverse Phase Protein microarray negli studi clinici. Si analizza la possibilità di creare una bio banca con line cellular primarie, al fine di conseguire drug test di sensibilità prima di decidere il trattamento da somministrare ai singoli pazienti. Sono stati ottenuti profili proteomici da biopsie pre e post terapia. I risultati dimostrano che questa piattaforma mostra il meccanismo di resistenza acquisito durante la terapia biologica. Questo ci ha portato ad analizzare una possibile stratificazione per pazienti con mCRC . I dati hanno rivelato distinti pathway di attivazione tra metastasi resecabile e non resecabili. I risultati mostrano inoltre due potenziali bersagli farmacologici. Ma la valutazione dell'intero tumore tramite singole biopsie sembra essere un problema a causa dell’eterogeneità intratumorale a livello genomico. Abbiamo indagato questo problema a livello dell'architettura del segnale in campioni di mCRC e ccRCC . I risultati indicano una somiglianza complessiva nei profili proteomici all'interno dello stesso tumore. Considerando che una singola biopsia è rappresentativa di un intera lesione , abbiamo studiato la possibilità di creare linee di cellule primarie, per valutare il profilo molecolare di ogni paziente. Fino ad oggi non c'era un protocollo per creare linee cellulari immortalizzate senza alcuna variazione genetica . abbiamo cosiderato, però, l'approccio innovativo delle CRCs. Ad oggi , non è ancora chiaro se tali cellule mimino il profilo dei tessuti oppure I passaggi in vitro modifichino i loro pathways . Sulla base di un modello di topo , i nostri dati mostrano un profilo di proteomica simile tra le linee di cellule e tessuti di topo LCM. In conclusione, i nostri dati dimostrano l'utilità della piattaforma LCM / RPPA nella sperimentazione clinica e la possibilità di creare una bio - banca di linee cellulari primarie, per migliorare la decisione del trattamento.

Evaluation of Antitumoral activity of bone targeted drugs/conventional chemotherapies and identification of biomarkers for the selection of patients with breast cancer for the bone targeted therapy in adjuvant setting

Bone metastases are responsible for different clinical complications defined as skeletal-related events (SREs) such as pathologic fractures, spinal cord compression, hypercalcaemia, bone marrow infiltration and severe bone pain requiring palliative radiotherapy. The general aim of these three years research period was to improve the management of patients with bone metastases through two different approaches of translational research. Firstly in vitro preclinical tests were conducted on breast cancer cells and on indirect co-colture of cancer cells and osteoclasts to evaluate bone targeted therapy singly and in combination with conventional chemotherapy. The study suggests that zoledronic acid has an antitumor activity in breast cancer cell lines. Its mechanism of action involves the decrease of RAS and RHO, as in osteoclasts. Repeated treatment enhances antitumor activity compared to non-repeated treatment. Furthermore the combination Zoledronic Acid + Cisplatin induced a high antitumoral activity in the two triple-negative lines MDA-MB-231 and BRC-230. The p21, pMAPK and m-TOR pathways were regulated by this combined treatment, particularly at lower Cisplatin doses. A co-colture system to test the activity of bone-targeted molecules on monocytes-breast conditioned by breast cancer cells was also developed. Another important criticism of the treatment of breast cancer patients, is the selection of patients who will benefit of bone targeted therapy in the adjuvant setting. A retrospective case-control study on breast cancer patients to find new predictive markers of bone metastases in the primary tumors was performed. Eight markers were evaluated and TFF1 and CXCR4 were found to discriminate between patients with relapse to bone respect to patients with no evidence of disease. In particular TFF1 was the most accurate marker reaching a sensitivity of 63% and a specificity of 79%. This marker could be a useful tool for clinicians to select patients who could benefit for bone targeted therapy in adjuvant setting.

“Clinical and biological role of adjuvant dendritic cells vaccination in newly glioblastoma patients”

Background. Glioblastoma (GBM) is the most common primary tumor of central nervous system and it has a poor prognosis. Standard first line treatment, which includes surgery followed by adjuvant radio-chemotherapy,produces only modest benefits to survival. The interest for immunotherapy in this field derives from the development of new drugs and effective therapies as immune-check points inhibitors, adoptive T-cell approaches or dendritic cell (DC) based vaccines or a combinations of these. GBM is described as a typical “immune-deserted” cancer exhibiting a number of systemic and environmental immunosuppressive factors. Considering the role of microenvironment, and above all the lower tumor load and depletion of immunosuppressive cells in GBM, our hypothesis is that DC vaccine may induce an immune response. Main aims and study design. The main aim of this project is to study the role of immune system in GBM, including identification of potential prognostic and predictive markers of outcome and response to dendritic cell vaccine. Firstly, we performed a retrospective analysis on blood samples. Then, we analyzed the immuno-component in tissues samples of enrolled patients; and compared that with blood results. Then, the last part of the project is based on a prospective clinical trial on patients enrolled in DC-based vaccination produced at IRST Cell Factory and actually used for patients with melanoma and other tumors. The enrollment is still ongoing. Expected results. The project will i) develop an immune-panel of prognostic and predictive markers to help clinicians to improve the therapeutic strategy for GBM patients; ii) provide preliminary results on the effectiveness of immunotherapy on GBM patients.

Plasma-activated liquids as promising tools for non-invasive selective treatment of epithelial ovarian cancer

Plasma medicine is a branch of plasma-promising biomedical applications that uses cold atmospheric plasma (CAP) as a therapeutic agent in treating a wide range of medical conditions including cancer. Epithelial ovarian cancer (EOC) is a highly malignant and aggressive form of ovarian cancer, and most patients are diagnosed at advanced stages which significantly reduces the chances of successful treatment. Treatment resistance is also common, highlighting the need for novel therapies to be developed to treat EOC. Research in Plasma Medicine has revealed that plasma has unique properties suitable for biomedical applications and medical therapies, including responses to hormetic stimuli. However, the exact mechanisms by which CAP works at the molecular level are not yet fully understood. In this regard, the main goal of this thesis is to identify a possible adjuvant therapy for cancer, which could exert a cytotoxic effect, without damaging the surrounding healthy cells. An examination of different plasma-activated liquids (PALs) revealed their potential as effective tools for significantly inhibiting the growth of EOC. The dose-response profile between PALs and their targeted cytotoxic effects on EOC cells without affecting healthy cells was established. Additionally, it was validated that PALs exert distinct effects on different subtypes of EOC, possibly linked to the cells' metabolism. This suggests the potential for developing new, personalized anticancer strategies. Furthermore, it was observed that CAP treatment can alter the chemistry of a biomolecule present in PAL, impacting its cytotoxic activity. The effectiveness of the treatment was also preliminarily evaluated in 3D cultures, opening the door for further investigation of a possible correlation between the tumor microenvironment and PALs' resistance. These findings shed light on the intricate interplay between CAP and the liquid substrate and cell behaviour, providing valuable insights for the development of a novel and promising CAP-based cancer treatment for clinical application.