Infiammazione e cancro: l'interazione COX-2/CA-IX promuove il potenziale invasivo e la sopravvivenza in ipossia delle cellule del cancro colon-rettale

Cyclooxygenase-2/Carbonic anhydrase-IX up-regulation promotes invasive potential and hypoxia survival in colorectal cancer cells Purpose: Cyclooxygenase-2 (COX-2) is a major mediator of inflammation, playing a pivotal role in colorectal carcinogenesis. Hypoxia is an universal hallmark of solid tumour in vivo. This investigation was prompted by the observation that in colorectal cancer cells the expression of COX-2 protein is positively correlated with that of the hypoxia survival gene Carbonic Anhydrase-IX (CA-IX). Experimental Design: Since COX-2 gene expression and activity is increased in hypoxia, and that CA-IX is expressed also in normoxia in colorectal cancer cells, we tested the hypothesis that COX-2 activity in normoxia, as well as in hypoxia may be functionally linked to that of CA-IX gene. We investigated the role of COX-2 and CA-IX in colorectal cancer cell lines. In this regard, we performed RNA interference to knockdown COX-2 gene in vitro and immunohistochemistry to evaluate the protein expression of COX-2 and CA-IX in human colon cancer tissue specimens ex vivo. Results: We found that COX-2, by PGE2 production, controls CA-IX gene expression in an ERK dependent manner. In line with this finding, we also showed that the COX-2 inhibition by a specific short harpin COX-2 RNA (shCOX-2) or by a specific drug (SC-236), down-regulated CA-IX expression in colon cancer cells. We then exposed colon cancer cells to hypoxia stimuli and found that COX-2/CA-IX interplay promoted hypoxia survival. Moreover, we also report that COX-2/CA-IX interplay triggers Matrix Metalloproteinase 2/9 (MMP-2/9) activation and enhances the invasiveness of colorectal cancer cells. Thus given our above observations, we found that CA-IX and COX-2 protein expressions correlate with more aggressive stage colorectal cancer tissues ex vivo. Conclusions: Taken together these data indicate that COX-2/CA-IX interplay promotes an aggressive phenotype (hypoxia survival and invasiveness) which can be modulated in vitro by COX-2 selective inhibition and which may play a role in determining the biological aggressiveness of colorectal tumours. Moreover, in vitro and ex vivo data also suggest that the signatures of inflammation (COX-2) and hypoxia (CA-IX) may be difficult to be disentangled in colon cancer, being both responsible for the up-regulation of the same pathways.

Resezioni epatiche eco-guidate radicali ma conservative simultanee alle resezioni colo-rettali. Un approccio sicuro al cancro colorettale avanzato

Il cancro colorettale (CRC) rimane la prima causa di morte nei paesi occidentali.Dal 15% al 25% dei pazienti affetti da CRC presenta metastasi epatiche sincrone (CRLM) al momento della diagnosi.La resezione epatica radicale rimane l’unica terapia potenzialmente curativa in presenza di CRLM con una sopravvivenza a 5 anni compresa tra il 17% ed il 35% ed a 10 anni tra il 16% e il 23% rispettivamente. La tempistica ottimale per la resezione chirurgica in caso di presentazione sincrona di CRC è controversa.Questo studio intende dimostrare che le resezioni epatiche ecoguidate radicali ma conservative simultanee ad una resezione colorettale rappresentano una tecnica sicura ed efficace nei pazienti con CRC avanzato. 48 pazienti sono stati sottoposti ad una resezione simultanea colorettale ed epatica. L’età media +SD (range) era di 64,2+9,7 (38-84).Un solo paziente è deceduto entro 30 giorni. La mortalità post operatoria è stata complessivamente del 2,1%. Nove pazienti (18,8%) hanno sviluppato una o più complicanza ,4 (8,3%) di grado III-IV sec. Clavien-Dindo e 5 (10,4%) di grado I-II. La durata complessiva dell’intervento chirurgico simultaneo è stata di 486,6+144,0 (153-804) minuti.Questo studio conferma che le resezioni colorettali ed epatiche simultanee possono essere eseguite senza un significativo aumento della morbilità e mortalità perioperatorie, anche in pazienti sottoposti ad una resezione anteriore ultrabassa ed in quelli in cui sia indicato il clampaggio intermittente dell’ilo epatico. L’IOUS è efficace nel ridurre l’estensione della resezione epatica in pazienti sia con CRLM anche multiple e bilobari .Poichè le complicanze maggiori sono frequenti dopo resezioni epatiche maggiori simultanee, riducendo l’estensione della resezione del parenchima epatico si può avere un impatto favorevole sul decorso post operatorio.Le resezioni epatiche ecoguidate radicali ma conservative simultanee ad una resezione colorettale sono una tecnica sicura ed efficace in pazienti con carcinoma colorettale avanzato e andrebbero considerate l’opzione primaria in casi selezionati

Il cane come modello animale spontaneo di patologie neoplastiche dell'uomo: ene Ataxia-Telangiectasia Mutated (ATM) Nnella predisposizione al cancro ed importanza dei riarrangimanti genici dei geni Ig/TCR per la diagnosi e prognosi delle malattie linfoproliferative

“Naturally occurring cancers in pet dogs and humans share many features, including histological appearance, tumour genetics, molecular targets, biological behaviour and response to conventional therapies. Studying dogs with cancer is likely to provide a valuable perspective that is distinct from that generated by the study of human or rodent cancers alone. The value of this opportunity has been increasingly recognized in the field of cancer research for the identification of cancer-associated genes, the study of environmental risk factors, understanding tumour biology and progression, and, perhaps most importantly, the evaluation and development of novel cancer therapeutics”.(Paoloni and Khanna, 2008) In last years, the author has investigated some molecular features of cancer in dogs. The Thesis is articulated in two main sections. In section 1, the preliminary results of a research project aimed at investigating the role of somatic mutations of Ataxia-Telangiectasia mutated (ATM) gene in predisposing to cancer in boxer dogs, are presented. The canine boxer breed may be considered an unique opportunity to disclose the role of ATM somatic mutation since boxer dogs are known to be dramatically susceptible to cancer and since they may be considered a closed gene pool. Furthermore, dogs share with human the some environment. Overall, the abovementioned features could be considered extremely useful for our purposes. In the section 2, the results of our studies aimed at setting up accurate and sensitive molecular assays for diagnosing and assessing minimal residual disease in lymphoproliferative disorders of dogs, are presented. The results of those molecular assay may be directly translated in the field of Veterinary practice as well as the may be used to improve our objective evaluation of new investigational drugs effectiveness in canine cancer trials.

Cellular and Molecular Biomarkers for Risk Assessment of Colorectal cancer

The detection of Colorectal Cancer (CRC), at early stages, is one of the proven strategies resulting in a higher cure rate. In recent years, several studies have appeared identifying potential cancer markers in serum, plasma and stool in an attempt to improve actual screening procedures. Thus, the aim of the study was (1) Evaluate MN frequency, (2) Evaluate plasma ultrafiltrate capacity to induce MN formation, (3) Evaluate SEPT9 and NOTCH3 promoter methylation profile in peripheral blood lymphocytes from subjects resulted positive to fecal occult blood test and examined by colonoscopy. MN frequency was significantly higher in subjects with histological diagnosis of CRC and adenoma than control (p ≤ 0.001 and p ≤ 0.01, respectively). About, CF-MN analysis, a statistically significant difference was observed between CRC and control (p ≤ 0.05). On the other hand, SEPT9 and NOTCH3 promoter methylation status was significantly lower in CRC subjects than controls; additionally, NOTCH3 promoter methylation status was significantly lower in CRC subjects than adenoma subjects (p ≤ 0.01). The results obtained allow conclude that MN frequency varies according CRC pathologic status and, together with other variables, is a valid biomarker for adenoma and CRC risk. Additionally, the plasma of patients affected with CRC not only serve as a biomarker for oxidative stress but also as biomarker of genetic damage correlated with the carcinogenic process that verifies in colon-rectum. SEPT9 and NOTCH3 promoter methylation status, at peripheral blood level, varies according hystopathological changes observed in colon-rectum, suggesting that promoter methylation profile of these genes could be a reliable biomarker for CRC risk.

Caratterizzazione del soppressore tumorale miR-101 nel colon carcinoma

I microRNA sono una classe di piccole molecole di RNA non codificante che controllano la stabilità di numerosi RNA messaggeri, perciò sono considerati come “master regulator” dell’espressione genica. Ogni tumore è caratterizzato da un profilo di espressione alterato dei microRNA. Il miR-101 è un oncosoppressore represso nei tessuti tumorali ed è candidato come biomarcatore del cancro colon-rettale. È regolato da numerosi eventi fisiologici e patologici, come angiogenesi e carcinogenesi. Gli eventi molecolari coinvolti nella regolazione dell’espressione del miR-101 sono scarsamente conosciuti, poiché è trascritto da due loci genici non caratterizzati. L’obiettivo di questo lavoro è di caratterizzare i geni del miR-101 ed individuarne i regolatori molecolari coinvolti nella cancerogenesi colon-rettale.

Chemopreventive effects of eicosapentaenoic acid free fatty acid in a murine model of colitis-associated colorectal cancer

Inflammatory bowel diseases are associated with increased risk of developing colitis-associated colorectal cancer (CAC). Epidemiological data show that the consumption of ω-3 polyunsaturated fatty acids (ω-3 PUFAs) decreases the risk of sporadic colorectal cancer (CRC). Importantly, recent data have shown that eicosapentaenoic acid-free fatty acid (EPA-FFA) reduces polyps formation and growth in models of familial adenomatous polyposis. However, the effects of dietary EPA-FFA are unknown in CAC. We tested the effectiveness of substituting EPA-FFA, for other dietary fats, in preventing inflammation and cancer in the AOM-DSS model of CAC. The AOM-DSS protocols were designed to evaluate the effect of EPA-FFA on both initiation and promotion of carcinogenesis. We found that EPA-FFA diet strongly decreased tumor multiplicity, incidence and maximum tumor size in the promotion and initiation arms. Moreover EPA-FFA, in particular in the initiation arm, led to reduced cell proliferation and nuclear β-catenin expression, whilst it increased apoptosis. In both arms, EPA-FFA treatment led to increased membrane switch from ω-6 to ω-3 PUFAs and a concomitant reduction in PGE2 production. We observed no significant changes in intestinal inflammation between EPA-FFA treated arms and AOM-DSS controls. Importantly, we found that EPA-FFA treatment restored the loss of Notch signaling found in the AOM-DSS control, resulted in the enrichment of Lactobacillus species in the gut microbiota and led to tumor suppressor miR34-a induction. In conclusion, our data suggest that EPA-FFA is an effective chemopreventive agent in CAC.

Studi epidemiologici su Pseudomonas syringae pv.actinidiae agente causale del cancro batterico in actinidia

Il cancro batterico dell’actinidia causato da Pseudomonas syringae pv.actinidiae (Psa) suscita grande interesse a livello globale a partire dal 2008. La malattia è comparsa in Giappone e in due anni ha avuto una diffusione epidemica in tutte le aree di coltivazione mondiale di actinidia. Gravi perdite economiche hanno attirato l’attenzione internazionale su questa problematica e grandi sforzi sono stati rivolti allo studio di questo patosistema ancora poco conosciuto. E’ emerso infatti che il patogeno può rimanere in fase latente per lunghi periodi senza causare sintomi caratteristici nelle piante infette, e che dalla comparsa dei sintomi la pianta muore nell’arco di un paio d’anni. Il monitoraggio ed il controllo della situazione è perciò di fondamentale importanza ed è ancora più importante prevenire la comparsa di nuovi focolai di infezione. A questo proposito sarebbe opportuno l’impiego di materiale vegetale di propagazione non infetto, ma in molti casi questo diventa difficile, dal momento che il materiale impiegato è generalmente quello asintomatico, non analizzato precedentemente per la presenza del patogeno. Negli ultimi anni sono state perciò messe a punto molte tecniche molecolari per l’identificazione di Psa direttamente da materiale vegetale. L’obiettivo di questo lavoro è stato quello di studiare l’epidemiologia di Psa in piante adulte infette e di verificare l’efficacia di metodi di diagnosi precoce per prevenire la malattia. A tale scopo il lavoro sperimentale è stato suddiviso in diverse fasi: i) studio della localizzazione, traslocazione e sopravvivenza di Psa nelle piante, a seguito di inoculazione in piante adulte di actinidia di ceppi marcati Psa::gfp; ii) studio della capacità di Psa di essere mantenuto in germogli di actinidia attraverso sette generazioni di micropropagazione dopo l’inoculazione delle piante madri con lo stesso ceppo marcato Psa::gfp; iii) studio ed applicazioni di un nuovo metodo di diagnosi precoce di Psa basato sull’analisi molecolare del “pianto”.

Functional relationship of colorectal cancer-associated glycans with malignant phenotype and transcriptome changes

Glycosyltransferases ST6GAL1 and B4GALNT2 (and their cognate antigens Sia6LacNAc and Sda, respectively) are associated with colorectal cancer (CRC) but it is not fully clear their biological and clinical significance. We explored the clinical relevance of both glycosyltransferases by interrogating The Cancer Genome Atlas (TCGA) database while the phenotypic/transcriptomic effects of ST6GAL1/B4GALNT2 overexpression were studied in genetically modified CRC cell lines. Transcriptomic data from CRC patients in TCGA database suggested a moderate impact of ST6GAL1 on CRC progression, although it was not possible to define a clear role for this glycosyltransferase. Transcriptomic analysis of ST6GAL1-transduced cell lines revealed a much deeper effect of ST6GAL1 on gene expression in SW948 than in SW48. The overexpression of ST6GAL1 induced opposite effects on soft agar growth and wound healing in both cell lines. These results indicate that the impact of a cancer-associated glycosyltransferase change on phenotype/transcriptome can be extremely variable, depending on the molecular context of the tumor cell. On the contrary, transcriptomic analysis of B4GALNT2-modified cell lines together with TCGA database survey demonstrated a strong impact of B4GALNT2 on the transcriptional activity of CRC cells, in particular its association with a better prognosis. We suggest an anti-tumoral role of B4GALNT2 in CRC. We also investigated the glycan changes related to ST6GAL1/B4GALNT2 expression in a small cohort of tissues/plasma as well as the N-glycomic profile of CRC, normal and polyp tissues. We found an increase of ST6GAL1 activity in CRC and inflammatory bowel disease plasma samples comparing with plasma from healthy donors. A different Sda protein carrier pattern was observed between healthy donors and CRC plasma samples. β-arrestin 1 is a possible candidate as Sda carrier protein in plasma samples although future validation studies are needed. The alterations found in the N-glycan pattern highlight the importance of N-glycome as a molecular signature in cancer.

Impact of Glycosyltransferases on the Phenotype, Signaling and Transcriptome of Colorectal Cancer Cell Lines. Focus on the role of glycosyltransferases B4GALNT2 and FUT6 and their cognate Sda and sLex antigens

In colorectal cancer (CRC), two carbohydrate structures are modulated: the Sda antigen, synthesized by B4GALNT2, and sLex antigen, mainly synthesized by FUT6. sLex antigen is often overexpressed and associated with worse prognosis; B4GALNT2/Sda antigen are dramatically downregulated but their role in tumor progression and development is not fully clear. TCGA interrogation revealed a dramatic down-regulation of B4GALNT2 mRNA in CRC, compared with normal samples. Patients with higher B4GALNT2 mRNA in CRC samples displayed longer survival. Yet, methylation and miRNA expression play a relevant role in B4GALNT2 downregulation in CRC. To clarify the mechanisms linking the B4GALNT2/Sda expression level to CRC phenotype, three different CRC cell lines were modified to express B4GALNT2: LS174T cell line, in which the constitutively expressed sLex antigen was partially replaced by Sda; SW480/SW620 pair, both lacking Sda and sLex antigens. In LS174T cells, the expression of B4GALNT2 reduced the ability to grow in poor adherence conditions and the expression of ALDH, a stemness marker. In SW620 cells, B4GALNT2 expression impacted on the main aspects of malignancy. In SW480 cells the expression of B4GALNT2 left unchanged the proliferation rate and the wound healing ability. To clarify the impact of sLex on CRC phenotype, the SW480/SW620 pair were permanently transfected to express FUT6 cDNA. In both cell lines, overexpression of FUT6/sLex boosted the clonogenic ability in standard growth conditions. Conversely, the growth in soft agar and the capacity to close a wound were enhanced only in SW620 cells. Transcriptome analysis of CRC cell lines transfected either with B4GALNT2 or FUT6 showed a relevant impact of both enzymes on gene expression modulation. Overall, current data may help to personalize therapies for CRC patients according to the B4GALNT2 levels and support a causal effect of this glycosyltransferase on reducing malignancy independently of sLex inhibition.

Ruolo delle tecniche di sequenziamento di ultima generazione nella gestione dei pazienti con carcinoma colorettale metastatico

L'utilità clinica dell’uso routinario delle tecniche di sequenziamento di nuova generazione (NGS) nei pazienti con cancro colorettale metastatico andrebbe approfondita. In questo studio, è stato valutato l'impatto di un pannello NGS da 52 geni utilizzato nella pratica clinica di routine. Abbiamo analizzato i risultati dei test molecolari multigenici in pazienti con carcinoma colorettale metastatico (mCRC) in uno studio osservazionale, retrospettivo e monocentrico su pazienti affetti da carcinoma colorettale metastatico consecutivamente testati presso un centro oncologico italiano tra giugno 2019 e dicembre 2020. Le analisi di sopravvivenza sono state effettuate con il metodo Kaplan-Meier, test log-rank e modello di Cox. Complessivamente sono stati inclusi 179 pazienti con mCRC. Il follow-up mediano è stato di 33 mesi (IQR: 28,45–NR). I quattro geni più frequentemente mutati sono stati: KRAS (48,6%), PIK3CA (22,4%), BRAF (14,5%) e APC (8,4%). È stata trovata un'associazione positiva tra la sopravvivenza globale (OS) e le mutazioni KRAS con un'alta frequenza allelica variante (VAF) [HR: 0,60 (0.36 – 0.99), P=0.047]. La mutazione BRAF era associata a OS inferiore [HR: 2,62 (1,59-4,32), P <0,001]. Il panello NGS ha consentito a otto pazienti di accedere a terapie a bersaglio molecolare non ancora registrate per il cancro colorettale. In conclusione, i pannelli NGS in mCRC sono fattibili nella pratica clinica in laboratori di riferimento per consentire un impatto inferiore sui costi e un aggiornamento regolare. La mutazione di BRAF risulta associata a una prognosi peggiore. Le mutazioni di KRAS con un’elevata variazione di frequenza allelica erano associate a una sopravvivenza globale superiore rispetto ai pazienti KRAS non mutati. Sono necessari studi più approfonditi per analizzare meglio i fattori prognostici.

Differenze di genere tra le caratteristiche cliniche e outcome dei pazienti con cancro ospedalizzati per COVID-19.

Obiettivo: Lo scopo principale di questo studio è analizzare lo sviluppo di complicanze cardiovascolari (CV) nei pazienti con neoplasia e malattia moderata-severa da COVID-19 e valutare differenze di genere per il rischio di mortalità intraospedaliera o di complicanze CV. Materiali e Metodi. Popolazione oggetto di studio. Pazienti inclusi nel registro ISACS-COVID 19 (ClinicalTrials.gov: NCT05188612), dati raccolti a partire da Febbraio 2020 a Luglio 2022. I pazienti arruolati sono stati reclutati da centri ospedalieri di cinque paesi: Italia, Croazia, Macedonia, Serbia e Romania. Le caratteristiche d’inclusione comprendono: età >18 anni, essere ospedalizzati e avere diagnosi certa d’infezione da SARS-CoV2. Gli endpoint analizzati sono stati: mortalità intraospedaliera e lo sviluppo di scompenso cardiaco acuto (SCA) nei pazienti con neoplasia. Risultati. La popolazione finale oggetto dello studio era di 4,014 pazienti ospedalizzati per malattia da COVID-19. Di questi circa l’8% risultava affetto da neoplasia. I pazienti con neoplasia risultavano essere più frequentemente donne (49% vs 40%, p=0.004), con un’età media più alta (68.3±12.95 vs 65.2±15.6, p<0.001) ma con profilo di rischio CV simile ai pazienti liberi da neoplasia. A seguito di analisi logistica di regressione multivariata, le donne non risultavano avere un incremento del rischio di mortalità intraospedaliera (OR 0.83;95%CI 0.66-2.45), mentre la presenza di tumore era significativamente associata ad incremento di mortalità (OR 1.68;95%CI 1.16-2.45). Restringendo le analisi di regressione logistica ai pazienti oncologici, le donne presentavano un incremento del rischio di sviluppo di SC acuto (OR3.07;95%CI 1.14 – 8.30) così come lo era la presenza di tumore al seno (OR 2.26; 95%CI 1.38 – 12.1). Conclusioni. La presenza di neoplasia rappresenta una condizione che incrementa il rischio di mortalità intraospedaliera nei pazienti ricoverati con COVID-19, mentre il genere femminile no. Le donne sembrano avere un rischio aumentato di sviluppo di SC acuto soprattutto se presentano un tumore al seno

Applicazione di un protocollo ERAS nel paziente onco-geriatrico candidato a chirurgia colo-rettale: esperienza della Chirurgia Generale dell’Ospedale di Faenza

Premessa: Enhanced Recovery After Surgery (ERAS) riduce le complicanze e accorcia il recupero nei pazienti sottoposti a chirurgia per tumore del colon-retto. I pazienti più anziani sono spesso esclusi dai programmi ERAS a causa della difficoltà nell'applicazione dei protocolli stabiliti. Lo scopo dello studio è stato valutare i benefici di ERAS nei pazienti anziani sottoposti a chirurgia colorettale elettiva e valutare i risultati a breve termine. Metodi: studio monocentrico osservazionale prospettico condotto da febbraio 2021 a luglio 2022. Sono stati inclusi tutti i pazienti di età ≥ 70 anni sottoposti a chirurgia colorettale elettiva. I risultati e le complicanze postoperatorie dei pazienti trattati secondo il nostro protocollo ERAS sono stati confrontati con un gruppo di pazienti < 70 anni sottoposti a intervento chirurgico per cancro del colon-retto nello stesso periodo. Risultati: abbiamo incluso un totale di 186 pazienti (104 ≥ 70 anni vs. 82 < 70 anni). Un terzo dei pazienti di entrambi i gruppi non ha sviluppato complicanze perioperatorie (65,4% vs. 67,0%, p = 0,880). Ugualmente non sono state osservate differenze nell’incidenza di complicanze di grado I-II (31,7% vs. 28,0%) né digrado III-IV (1,9% vs. 4,9%) secondo Dindo-Clavien tra i due gruppi (p = 0,389). Il tasso di leak anastomotico e il reintervento non sono risultati statisticamente differenti tra i due gruppi: 3,8% vs. 4,9% (p = 0,733) e 1,0% vs. 3,6% (p = 0,322) rispettivamente pazienti ≥ 70 anni vs. < 70 anni. I temi di degenza media sono stati di 5.1±4.3 vs. 4.6±4.2, (p = 0.427), mentre i tassi di riammissione sono rimasti inalterati. La mortalità a 90 giorni è risultata del 2,8% vs. 0% (p = 0,256). Conclusioni: nella nostra esperienza i pazienti ≥ 70 anni affetti da tumore del colon-retto dovrebbero seguire routinariamente un programma ERAS prevedendo gli stessi benefici degli altri gruppi di età.