Isolamento e caratterizzazione di cellule staminali tumorali di adenocarcinoma del colon-retto per l'investigazione di strategie terapeutiche innovative

INTRODUCTION: colorectal adenocarcinoma is one of the most common cancers, with a high mortality rate due to a poor screening program. Tumor recurrence is caused by cancer stem cells (CSCs), that are capable of self-renewal and surviving to traditional anticancer therapy. One of the survival strategies implemented by CSCs is the "quiescence", a state in which cells stop dividing, resisting therapy. PURPOSE OF WORK: this study aims to characterize CSCs to identify new target-specific therapies and to evaluate the effectiveness of combined treatment with doxorubicin and berberine. METHODS: immunocytochemical and Western Blot analysis were used to the determination of CD133, CD44 and LGR5 expression markers; the MTT and Brdu assay to the evaluation of cell viability and proliferation after berberine and doxorubicin treatment; finally, 2D substrates were realized using specific concentrations of acrylamide and bis-acrylamide, simulating the extracellular matrix. RESULTS: the results showed the efficacy of the combined doxorubicin and berberine treatment on CSCs, with anti-proliferative/pro-apoptotic effect and promoting a drug doses reduction compared to the single treatment; the nuclear localization of CD133 in CaCo-2 CT compared to the surface localization in CaCo-2 CSCs; the accumulation of CD133 and Notch-1 fragments in a treatment-dependent manner; the accumulation and transport of CD133 and CD44 fragments in the extracellular vesicles, in particular after combined treatment. CONCLUSIONS: the study confirms the efficacy of the combined doxorubicin and berberine treatment on CSCs proliferation and viability and the surface localization of CD133 in CSCs can be considered a target with the anti-CD133 therapy.

INTRODUZIONE: l’adenocarcinoma del colon retto è uno dei tumori più frequenti, con un alto tasso di mortalità per l’assenza di un programma di screening adeguato. La ricorrenza tumorale è causata dalle cellule staminali tumorali (CST), cellule in grado di auto-rinnovarsi e sopravvivere alle tradizionali terapie antitumorali. Una delle strategie di sopravvivenza messe in atto dalle CST è la “quiescenza”, stato in cui le cellule smettono di dividersi, resistendo alle terapie. SCOPO DEL LAVORO: questo studio ha lo scopo di caratterizzare le CST per identificare nuove terapie target-specifiche e di valutare l’efficacia del trattamento combinato con doxorubicina e berberina. METODI: i metodi utilizzati sono stati l’analisi di immunocitochimica e il Western Blot per la determinazione dell’espressione dei marcatori CD133, CD44 e LGR5; il Saggio MTT e Brdu per la valutazione della vitalità e proliferazione cellulare dopo trattamento con berberina e doxorubicina; infine per lo studio della matrice extracellulare sono stati realizzati substrati 2D utilizzando specifiche concentrazioni di acrilammide e bis-acrilammide. RISULTATI: i risultati hanno mostrato: l’efficacia del trattamento combinato doxorubicina e berberina sulle CST, con un effetto anti-proliferativo/pro-apoptotico e favorendo una riduzione delle concentrazioni di doxorubicina rispetto al trattamento singolo; la localizzazione nucleare di CD133 nelle CaCo-2 CT rispetto alla localizzazione di superficie nelle CaCo-2 CST; l’accumulo di frammenti di CD133 e di Notch-1 in maniera trattamento-dipendente; il ricircolo e l’accumulo dei frammenti di CD133 e di CD44 nelle vescicole extracellulari, in particolare dopo trattamento combinato. CONCLUSIONI: lo studio conferma l’efficacia del trattamento combinato doxorubicina e berberina sulla proliferazione e vitalità delle CST e la localizzazione di superficie di CD133 nelle CST può essere considerato un target con una terapia anti-CD133.