Per cominciare a conoscere
Per la messa a punto di nuove terapie attive per il tumore dell’ovaio è necessario avere buoni modelli preclinici per due motivi:


- i modelli ci permetterebbero di capire le cause della patologia o quantomeno chiarire i meccanismi alla base della trasformazione della cellula normale in cellula tumorale
- sono di fondamentale importanza per testare nuove terapie che possono poi essere traslate in clinica.


I modelli preclinici più utilizzati sono:

- i modelli in vitro, cioè le colture cellulari che sono più convenienti, meno dispendiose, più facili da maneggiare e non coinvolgono animali da esperimento. Le linee cellulari tenute in coltura in vitro per tanto tempo sono molto diverse dalle cellule da cui hanno preso origine, perché mantenute in condizioni selettive. Tuttavia, anche se sono di estrema importanza per studiare i meccanismi responsabili della trasformazione tumorale, questi modelli non riproducono la complessità e l’eterogeneità del tumore nel suo insieme, ed è per questo che si rendono necessari modelli in vivo negli animali
- i modelli in vivo, chiamati xenotrasplantation (dal greco xeno - “esterno”) con cui si intende il trapianto di cellule, tessuti o organi tra esseri viventi di diversa specie.

Per continuare a conoscere
I modelli in vivo
I modelli xenograft
A cosa servono i modelli xenograft
Dai modelli alla pratica clinica

 

I MODELLI IN VIVO

Questa tecnica di ricerca è stata, ed è, ampiamente utilizzata in campo oncologico. È infatti dalla metà degli anni ‘60 infatti che la messa a punto di modelli animali utili per lo studio di diverse forme di cancro è stata studiata grazie a modelli xenograft.

 

I MODELLI XENOGRAFT

Questi modelli tumorali sono ottenuti trapiantando cellule tumorali umane coltivate in vitro o biopsie di tumore ottenute da pazienti in topi immuno-deficienti. Questi topi sono caratterizzati dalla mancanza di un efficiente sistema immunitario – sistema in grado di rigettare un organo/tessuto perchè non è riconosciute appartenere al proprio organismo – e si prestano a “ricevere” tumori che possono così crescere proprio perché gli animali riescono a tollerarli e non li rigettano. Ad oggi gli animali più utilizzati risultano i topi nudi: animali in cui la rimozione del timo comporta immunodeficienza a livello di cellule linfoidi T nonché perdita totale del pelo, da qui il termine di topi nudi.

A seconda di dove vengono trapiantati i tumori è possibile distinguere due tipi di modelli:

  • xenograft ortotopici, quando cioè il tumore viene trapiantato nell’organo da cui prende origine: per esempio cellule tumorali umane ovariche trapiantate nell’ovaio o nel peritoneo di topi immuno-deficienti o cellule di tumore del colon trapiantate nel colon dei topi immuno-deficienti
  • xenofgrafts ectopici, cioè quando le cellule tumorali vengono trapiantate generalmente nel sottocute del dorso dei topi. Questa seconda modalità di trapianto è tecnicamente più facile, meno elaborata dei trapianti ortotopici e consente di osservare molto bene la crescita del tumore, dato che il dorso del topo è visibile, consentendo di seguire nel tempo la crescita tumorale.

Nella figura viene spiegato un modello xenograft del tumore dell’ovaio utilizzato nel laboratorio di ricerca.

 

 

Occorre sottolineare che non tutti i tumori trapiantati nel topo immuno-deficiente crescono e quando crescono si hanno dei tempi molto lunghi di osservazione. Per esempio ci sono stati casi in cui il tumore è cresciuto dopo 6 o 9 mesi da quando è stato trapiantato; inoltre una volta originatosi il tumore a volte cresce molto lentamente per cui sono necessari diversi mesi prima che il tumore possa essere prelevato e ri-trapiantato in altri topi nudi per effettuare tutti gli studi del caso. Ciononostante è al momento disponibile una piccola banca di circa 40 casi di tumori xenografts già caratterizzati sotto molto aspetti che rappresenta una delle più grandi banche disponibili a livello internazionale.

 

A COSA SERVONO GLI XENOGRAFTS

Questi xenografts sono stati caratterizzati dai seguenti punti di vista:

istologico: prima di tutto è di fondamentale importanza dimostrare che i tumori cresciuti nei topi nudi riproducano i tumori da cui hanno preso origine. Tutti i modelli ottenuti riproducono da un punto di vista patologico i tumori da cui hanno preso origine: abbiamo quindi tumori sierosi, che rappresentano circa l'80% dei tumori dell’ovaio, ma anche tumori endometrioidi, tumori mucinosi, tumori a cellule chiare, tumori carcinosarcomatosi e tumori indifferenziati. La maggior parte di questi tumori riproduce fedelmente i tumori originali da cui hanno preso origine, così come sotto riportato.

 

molecolare: sono in corso studi che hanno lo scopo di controllare se anche da un punto di vista molecolare, cioè a livello di DNA, RNA e di espressione proteica, gli xenografts hanno le stesse caratteristiche dei tumori da cui hanno preso origine. I primi dati sembrerebbero essere positivi

farmacologico: la cosa più importante è la possibilità di effettuare degli studi in cui si valuta l’efficacia di agenti chemioterapici come cisplatino e taxolo, farmaci comunemente usati per il trattamento di questo tumore. In questo tipo di esperimenti viene trapiantato un frammento di tumore nel sottocute del dorso di diversi topi nudi. Quando il tumore raggiunge una dimensione visibile e palpabile, gli animali vendono suddivisi in modo casuale in gruppi diversi, ad esempio: un gruppo “controllo”, che è il gruppo di animali che non viene trattato, un gruppo “trattato” con il cisplatino e un altro un gruppo “trattato” con taxolo. La crescita del tumore viene quindi seguita nel tempo permettendo di ottenere delle curve di crescita del tumore non trattato con farmaci e delle curve di crescita del tumore trattato con farmaci. Dalla elaborazione di questi dati è possibile quantificare l’effetto del trattamento chemioterapico riuscendo a dire che il trattamento è stato: 

  • efficace perché ha rallentato la crescita tumorale
  • molto attivo perché ha causato delle regressioni delle dimensioni del tumore
  • poco attivo perché nonostante il trattamento, il tumore è continuato a crescere come nei topi non trattati con nulla.

A titolo esemplificativo, nella figura sotto riportata è riprodotto un grafico con la crescita di un tumore trattato e non con diversi farmaci: come si può vedere in questo caso il taxolo è stato poco attivo, mentre il trattamento con cisplatino e Yondelis è stato molto efficace perché ha causato una regressione del tumore, che è però poi ricresciuto.

 

 

DAI MODELLI ALLA PRATICA CLINICA

Con questi modelli saremo in grado di capire cosa effettivamente fa il trattamento al tumore e avendo a disposizione molti modelli potremmo cercare di capire perché alcuni tumori rispondono e altri no al trattamento con cisplatino. Questo è infatti un problema di rilevanza clinica notevole dato che è noto come tumori responsivi al trattamento con cisplatino diventano poi resistenti allo stesso. Avendo la possibilità di trattare nel topo i tumori con cicli diversi di farmaci potremmo anche valutare se, i tumori che prima rispondevano ad un determinato farmaco, rispondono ugualmente bene allo stesso farmaco dato in un secondo ciclo o nel caso non rispondessero provare altri farmaci.

La cosa forse più importante da sottolineare è che dato che i tumori xenografts disponibili riproducono le caratteristiche del tumore di origine i dati ottenuti su questi modelli potrebbero avere una rilevanza clinica notevole.

 

Per saperne di più:
Dr.ssa Giovanna Damia, Laboratorio di Farmacologia Molecolare, Unità di Riparazione del DNA, IRCCS-Istituto Mario Negri, Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.