Food Safety and Mineral Oil Contaminated Paperboard Packaging: an Analytical Challenge and a Migration Study

Food packaging protects food, but it can sometimes become a source of undesired contaminants. Paper based materials, despite being perceived as “natural” and safe, can contain volatile contaminants (especially if made from recycled paper) able to migrate to food, as mineral oil, phthalates and photoinitiators. Mineral oil is a petroleum product used as printing ink solvent for newspapers, magazines and packaging. From paperboard printing and from recycled fibers (if present), mineral oil migrates into food, even if dry, through the gas phase. Its toxicity is not fully evaluated, but a temporary Acceptable Daily Intake (ADI) of 0.6 mg kg-1 has been established for saturated mineral oil hydrocarbons (MOSH), while aromatic hydrocarbons (MOAH) are more toxic. Extraction and analysis of MOSH and MOAH is difficult due to the thousands of molecules present. Extraction methods for packaging and food have been optimized, then applied for a “shopping trolley survey” on over 100 Italian and Swiss market products. Instrumental analyses were performed with online LC-GC/FID. Average concentration of MOSH in paperboards was 626 mg kg-1. Many had the potential of contaminating foods exceeding temporary ADI tens of times. A long term migration study was then designed to better understand migration kinetics. Egg pasta and müesli were chosen as representative (high surface/weight ratio). They were stored at different temperatures (4, 20, 30, 40 and 60°C) and conditions (free, shelved or boxed packs) for 1 year. MOSH and MOAH kinetic curves show that migration is a fast process, mostly influenced by temperature: in egg pasta (food in direct contact with paperboard), half of MOSH is transferred to food in a week at 40°C and in 8 months at 20°C. The internal plastic bag present in müesli slowed down the startup of migration, creating a “lag time” in the curves.

Nuovi metodi di diagnosi precoce dei fallimenti di protesi d'anca con accoppiamento articolare ceramica-ceramica

L’accoppiamento articolare in ceramica è sempre più utilizzato in chirurgia protesica dell’anca per le sue eccellenti proprietà tribologiche. Tuttavia la fragilità della ceramica è causa di fallimenti meccanici. Abbiamo quindi condotto una serie di studi al fine di individuare un metodo efficace di diagnosi precoce del fallimento della ceramica. Abbiamo analizzato delle componenti ceramiche espiantate e abbiamo trovato un pattern di usura pre-frattura che faceva supporre una dispersione di particelle di ceramica nello spazio articolare. Per la diagnosi precoce abbiamo validato una metodica basata sulla microanalisi del liquido sinoviale. Per validare la metodica abbiamo eseguito un agoaspirato in 12 protesi ben funzionanti (bianchi) e confrontato i risultati di 39 protesi con segni di rottura con quelli di 7 senza segni di rottura. Per individuare i pazienti a rischio rottura i dati demografici di 26 pazienti con ceramica rotta sono stati confrontati con 49 controlli comparabili in termini demografici, tipo di ceramica e tipo di protesi. Infine è stata condotta una revisione sistematica della letteratura sulla diagnosi della rottura della ceramica. Nell’aspirato la presenza di almeno 11 particelle ceramiche di dimensioni inferiori a 3 micron o di una maggiore di 3 micron per ogni campo di osservazione sono segno di rottura della ceramica. La metodica con agoaspirato ha 100% di sensibilità e 88 % di specificità nel predire rotture della ceramica. Nel gruppo delle ceramiche rotte è stato trovato un maggior numero di malposizionamenti della protesi rispetto ai controlli (p=0,001). Il rumore in protesi con ceramica dovrebbe sollevare il sospetto di fallimento ed indurre ad eseguire una TC e un agoaspirato. Dal confronto con la letteratura la nostra metodica risulta essere la più efficace.

Chemo-physical and biological mechanisms behind the anticancer activity of plasma activated Ringer's Lactate solution for the treatment of peritoneal carcinosis from primitive epithelial ovarian/tubular tumor

Cancer research and development of targeting agents in this field is based on robust studies using preclinical models. The failure rate of standardized treatment approaches for several solid tumors has led to the urgent need to fine-tune more sophisticated and faithful preclinical models able to recapitulate the features of in vivo human tumors, with the final aim to shed light on new potential therapeutic targets. Epithelial Ovarian Cancer (EOC) serous histotype (HGSOC) is one of the most lethal diseases in women due to its high aggressiveness (75% of patients diagnosed at FIGO III-IV state) and poor prognosis (less of 50% in 5 years), whose therapy often fails as chemoresistance sets in. This thesis aimed at using the novel perfusion-based bioreactor U-CUP that provides direct perfusion throughout the tumor tissue seeking to obtain an EOC 3D ex vivo model able to recapitulate the features of the original tumor including the tumor microenvironment and maintaining its cellular heterogeneity. Moreover, we optimized this approach so that it can be successfully applied to slow-frozen tumoral tissues, further extending the usefulness of this tool. We also investigated the effectiveness of Plasma Activated Ringer’s Lactate solution (PA-RL) against Epithelial Ovarian Cancer (EOC) serous histotype in both 2D and 3D cultures using ex-vivo specimens from HGSOC patients. We propose PA-RL as a novel therapy with local intraperitoneal administration, which could act on primary or metastatic ovarian tumors inducing a specific cancer cell death with reduced damage on the surrounding healthy tissues.

Specificità, efficacia e risposte adattative mediate da mutazioni dell'oncosoppressore TP53 degli inibitori del Complesso I mitocondriale nella terapia oncologica personalizzata: dai meccanismi molecolari allo sviluppo di modelli preclinici avanzati

L'inibizione del complesso respiratorio I (CI) è una strategia antitumorale emergente, sebbene la specificità e l’efficacia di nuovi farmaci restino poco investigate. La generazione di modelli cellulari tumorali nulli per il CI rivela la specificità di EVP 4593 e BAY 872243 nell’indurre gli effetti antiproliferativi non associati all’apoptosi, selettivamente via CI, riducendo eventuali effetti collaterali. Studi preliminari in vivo evidenziano un rallentamento della crescita tumorale negli animali trattati con EVP 4593, il quale emerge come l’inibitore più potente. Per il suo ruolo nella riprogrammazione metabolica, e la sua elevata frequenza di mutazioni nelle neoplasie umane, sono stati investigati i potenziali meccanismi di adattamento alla terapia anti-CI sulla base dello stato mutazionale di TP53. L’auxotrofia da aspartato, un hallmark metabolico delle cellule tumorali con un danno al CI, causa un blocco della sintesi proteica mTORC1-dipendente nelle linee cellulari con una p53 mutata o nulla, inducendo un collasso metabolico. Viceversa, l'attivazione del sensore energetico AMPK promuove un recupero parziale della sintesi di aspartato in linee cellulari con la forma wild type di P53, che è in grado di sostenere una migliore anaplerosi attraverso SCO2, fattore di assemblaggio del complesso respiratorio IV. Al fine di traslare questi risultati in un modello preclinico, si è ottimizzato l’ottenimento di colture di tumori umani espiantati tramite il bioreattore U-CUP. Il modello scelto è stato quello di carcinoma sieroso ad alto grado dell’ovaio (HGSOC), a partire da tessuto congelato, per l’elevata frequenza di mutazioni driver in TP53. I tessuti congelati preservano l'eterogeneità delle componenti cellulari del tessuto di origine e sono caratterizzati da cellule in attiva proliferazione senza attivazione di apoptosi. Dati preliminari mostrano un trend di riduzione dell’area tumorale nei tessuti trattati con EVP 4593 e supportano l’utilizzo del modello preclinico nello studio di nuovi inibitori del CI sfruttando materiale primario di pazienti oncologici.

Cancers of unknown primary site (CUPs) as a model of metastatic process.

Cancers of unknown primary site (CUPs) are a rare group of metastatic tumours, with a frequency of 3-5%, with an overall survival of 6-10 month. The identification of tumour primary site is usually reached by a combination of diagnostic investigations and immunohistochemical testing of the tumour tissue. In CUP patients, these investigations are inconclusive. Since international guidelines for treatment are based on primary site indication, CUP treatment requires a blind approach. As a consequence, CUPs are usually empiric treated with poorly effective. In this study, we applied a set of microRNAs using EvaGreen-based Droplet Digital PCR in a retrospective and prospective collection of formalin-fixed paraffin-embedded tissue samples. We assessed miRNA expression of 155 samples including primary tumours (N=94), metastases of known origin (N=10) and metastases of unknown origin (N=50). Then, we applied the shrunken centroids predictive algorithm to obtain the CUP’s site(s)-of-origin. The molecular test was successfully applied to all CUP samples and provided a site-of-origin identification for all samples, potentially within a one-week time frame from sample inclusion. In the second part of the study we derived two CUP cell lines, and corresponding patient-derived xenografts (PDXs). CUP cell lines and PDXs underwent histological, molecular, and genomic characterization confirming the features of the original tumour. Tissues-of-origin prediction was obtained from the tumour microRNA expression profile and confirmed by single cell RNA sequencing. Genomic testing analysis identified FGFR2 amplification in both models. Drug-screening assays were performed to test the activity of FGFR2-targeting drug and the combination treatment with the MEK inhibitor trametinib, which proved to be synergic and exceptionally active, both in vitro and in vivo. In conclusion, our study demonstrated that miRNA expression profiling could be employed as diagnostic test. Then we successfully derived two CUP models from patients, used for therapy tests, bringing personalized therapy closer to CUP patients.