IDENTIFICATION OF NEW PHARMACOLOGICAL TARGETS IN CHEMOTHERAPY RESISTANCE: FOCUS ON METABOLIC REPROGRAMMING

La chemioterapia è uno degli standard di cura per diversi tipi di tumori solidi. Sebbene i benefici dell’impiego clinico dei chemioterapici siano stati ampiamente riconosciuti, la loro efficacia terapeutica è limitata dall'insorgenza della resistenza farmacologica, che causa la recidiva del tumore, il fallimento dei trattamenti successivi e l'eventuale morte dei pazienti. La farmacoresistenza è un fenomeno multifattoriale, i cui meccanismi molecolari non sono stati ancora completamente compresi. Negli ultimi decenni, l’alterazione del metabolismo energetico cellulare è stata introdotta come segno distintivo della chemio-resistenza in aggiunta ai meccanismi più comunemente descritti, come ad esempio l'aumento dell'ingresso o la diminuzione dell’efflusso del farmaco, il potenziamento dei sistemi di riparazione del DNA e l'aumento dei sistemi antiossidanti. Numerosi studi hanno dimostrato una correlazione tra le alterazioni del metabolismo mitocondriale e il cancro, e successivamente anche con la resistenza ai farmaci, evidenziando così il ruolo fondamentale dei mitocondri nella progressione e nell'aggressività tumorale. Nonostante le ricerche recenti, il ruolo dei mitocondri nell'insorgenza della resistenza al cisplatino e alla doxorubicina non è ancora del tutto chiaro. Lo scopo di questo progetto è stato quello di caratterizzare il profilo mitocondriale di cellule tumorali sensibili e resistenti sia al cisplatino che alla doxorubicina. Inizialmente, abbiamo valutato alcuni aspetti relativi allo stato e alla funzione del mitocondrio, come la morfologia mitocondriale, il potenziale di membrana e la massa. I nostri risultati hanno evidenziato diversi profili mitocondriali tra le cellule tumorali sensibili e resistenti. In particolare, le cellule tumorali resistenti al cisplatino hanno mostrato alterazioni nei livelli proteici del complesso OXPHOS, mentre i cloni resistenti alla doxorubicina hanno evidenziato dei cambiamenti nei processi di dinamica mitocondriale, ed in particolare una ridotta biogenesi mitocondriale. Le alterazioni identificate attraverso la fenotipizzazione mitocondriale rappresentano il punto di partenza per colpire le cellule tumorali resistenti con approcci farmacologici selettivi per superare la resistenza alla chemioterapia. Successivamente, l’obiettivo della mia tesi si è focalizzato sulla valutazione di strategie di terapie combinate tra modulatori mitocondriali ed agenti chemioterapici per ripristinare l'effetto dei farmaci nei cloni resistenti. Gli approcci hanno coinvolto l’utilizzo di plumbagina, che è un modulatore mitocondriale, e di quercetina, che è un induttore della biogenesi mitocondriale, in associazione rispettivamente con il cisplatino e la doxorubicina, dimostrando così che la terapia combinata è in grado di sensibilizzare nuovamente i cloni resistenti al chemioterapico. La seconda parte del mio progetto è stata orientata sull’identificazione di altri approcci farmacologici per ripristinare l'efficacia delle terapie endocrine nelle cellule umane di tumore al seno. I nostri risultati hanno evidenziato che la combinazione di Olaparib con Fulvestrant e Tamoxifene ha sensibilizzato le cellule di tumore al seno al trattamento endocrino. Inoltre, l'associazione di Olaparib, anti-PDL1 e anti-CXCR2 ha contrastato l'effetto pro-tumorigenico indotto dalle cellule mieloidi immature umane. I risultati emersi in questo lavoro pongono nuove basi per l'identificazione di approcci farmacologici innovativi per colpire selettivamente le alterazioni delle cellule tumorali resistenti, con l'obiettivo finale di superare la farmacoresistenza.