Individuazione di eventi molecolari sistemici durante la tumorigenesi mammaria utili all’identificazione di biomarcatori tumorali precoci

Abstract

Il cancro al seno è una patologia molto eterogenea, caratterizzata da un ampio spettro di sottotipi tumorali biologicamente differenti correlati a una risposta al trattamento e ad esiti clinici altrettanto diversificati. Il carcinoma mammario, ad oggi, rappresenta il tumore maligno più frequente nella popolazione femminile, per tanto risulta necessario identificare nuovi approcci per una diagnosi precoce ed una prognosi migliore. Nella ricerca oncologica, l'introduzione di modelli animali in cui è possibile visualizzare processi biologici fondamentali quali la proliferazione, il differenziamento e l'apoptosi, permette di avere una misura quantitativa dell'avanzamento della neoplasia. E’ stato precedentemente ingegnerizzato un modello murino (MITO-Luc), in cui è possibile visualizzare eventi di proliferazione attraverso la tecnica non invasiva del Bio-Luminescence-Imaging (BLI). Poichè una proliferazione deregolata ed aberrante è alla base dello sviluppo della maggior parte dei tumori, il principale obbiettivo di questo lavoro è stato quello di identificare stadi precoci dello sviluppo tumorale. Il topo MITO-Luc è stato quindi incrociato con un altro modello geneticamente modificato che sviluppa tumore alla mammella; MMTV-NeuT. Grazie all’impiego di questo modello è stato possibile visualizzare l’evoluzione temporale del tumore mammario nell’ambito dell’intero animale sin dagli stadi precoci della malattia. Nel loro insieme i risultati indicano che la proliferazione cellulare a livello delle mammelle non gioca un ruolo chiave nella progressione del tumore mammario ma che durante lo sviluppo del tumore, esistono onde di proliferazione di cellule del midollo osseo negli stadi preneoplastici. Poichè il midollo osseo e la milza sono organi deputati allo sviluppo delle principali componenti del nostro sistema immunitario, questi dati suggeriscono anche che durante la progressione tumorale il tessuto mammario sia in grado di liberare dei segnali che portano all’attivazione del sistema immunitario. Recentemente i microRNA sono stati proposti come potenziali biomacatori nello sviluppo e nella progressione di diversi tipi tumorali, compreso quello al seno. Infatti, il livello d'espressione di questi piccoli RNA che si comportano come oncosoppressori o come oncogeni, viene finemente modulato durante la progressione tumorale. Abbiamo inoltre caratterizzato le alterazioni geniche associate con gli stadi precoci della progressione tumorale mammaria al fine di capire se una o più di queste alterazioni possano essere utili come biomarcatori precoci di malattia. Pertanto, nel nostro studio sono stati valutati, nel tessuto mammario trasformato e non, i livelli di espressione di specifici miRNA oncosoppressori, in corrispondenza dei momenti della vita dell’animale in cui si osservava un incremento dell’indice di proliferazione sistemica. I nostri dati preliminari mostrano che una diminuita espressione dei tre miRNA presi in esame (cluster let-7c; miR let-7c, 99a e 125b) potrebbe essere utilizzata come potenziale indicatore diagnostico precoce per il carcinoma mammario.

Breast cancer is a very heterogeneous disease, characterized by a wide spectrum of biologically different tumour subtypes related to treatment response and clinical outcomes equally diversified. Breast cancer, to date, is the most common malignant disease in women, therefore it is necessary to identify new approaches for early diagnosis and a better prognosis. In cancer research, the introduction of animal models in which you can view basic biological processes such as proliferation, differentiation and apoptosis allows a quantitative measure of neoplastic progression. Was previously engineered a mouse model (MITO-Luc reporter mice), where events of proliferation can be displayed through the non-invasive technique of Bio-Luminescence Imaging (BLI). As a deregulated and aberrant proliferation forms the basis of the development of most cancers, the main goal of this work was to identify the early stages of tumour development. The MITO-Luc mouse was then crossed with another GM model developing breast cancer; MMTV-NeuT. By using this model, it was possible to visualize the temporal evolution of breast cancer since the early stages of the disease in all body district of the alive animals. The results, taken together, indicate that cell proliferation at the level of the breast does not play a key role in the progression of breast cancer but that during the cancer development, there are waves of proliferation in bone marrow cells detectable even in pre-neoplastic stages. As the bone marrow and spleen are the responsible organs for the development of the main components of our immune system, these data also suggest that during tumour progression breast tissue is able to liberate the signals leading to the activation of the immunity system. Recently, microRNAs have been proposed as potential biomarker in the development and progression of several tumour types, including breast. In fact, the level of expression of these small RNA that act as tumour suppressors or as oncogenes is finely modulated during breast cancer progression. We have also characterized the genetic alterations associated with the early stages of mammary tumor progression in order to understand if one or more of these alterations may be useful as early biomarkers of disease. Therefore, in our study were evaluated in breast tissue and not transformed, the expression levels of specific tumor suppressor miRNA, at the moments of the life of the animal in which it observed an increase in the index of proliferation systemic. Our preliminary data show that a decreased expression of the three miRNAs examined (cluster let-7c, miR let-7c, 99a, and 125b) could be used as potential diagnostic marker for early breast cancer.