• xenotrapianti
• zebrafish
• medicina personalizzata
• nanomedicina
• terapia combinata
• cellule tumorali
• drug delivery

Lo sviluppo di modelli per lo studio della biologia del cancro, l’identificazione di nuovi target terapeutici e la validazione di possibili chemioterapici rappresenta uno dei principali oggetti di studio della ricerca moderna; in particolare, nonostante il grande impiego di test in vitro, l'uso di modelli animali rimane una risorsa insostituibile per questo genere di studi. Il modello animale principe è rappresentato dall’uso di topi “nudi” ovvero di ceppi immuno-permissivi che non rigettino lo xenotrapianto di cellule tumorali umane. Sfortunatamente tale modello è a elevato impatto etico ed estremamente costoso in quanto tali animali necessitano alloggiamento e cure specifiche. Nasce dunque l’esigenza di mettere a punto nuovi modelli sperimentali a costo e impatto etico inferiore. Tale necessità è anche avvalorata da un nuovo concetto di medicina personalizzata, emerso negli ultimi anni, denominata co-clinical trial. Tali studi implicano l’impianto di cellule tumorali provenienti da paziente nel topo per condurre studi di efficacia dei farmaci. Il vantaggio di quest’approccio è che ogni paziente ha il proprio tumore che si sviluppa in un sistema vivente, consentendo così l'identificazione del migliore trattamento terapeutico con un approccio di medicina personalizzata. Recentemente l'uso di embrioni di zebrafish è stato proposto come modello di xenotrapianti di cellule tumorali umane in alternativa all’uso di modelli murini. Sebbene la letteratura suggerisca come gli embrioni di zebrafish possano superare la maggior parte degli inconvenienti relativi ai modelli murini, tuttavia questo rappresenta un campo di analisi ancora largamente inesplorato. Nel presente lavoro di tesi ci proponiamo dunque di elucidare vantaggi ed eventuali limitazioni del modello animale zebrafish per lo studio e l'analisi di composti ad azione antitumorale, discutendo circa il suo reale potenziale per l’implementazione di regimi di co-clinical trials. La linea utilizzata nel presente studio è il mutante denominato “casper”, privo dei pigmenti tipici di questa specie, che rappresenta un modello eccellente in particolare per studi che coinvolgono microscopia fluorescente. Embrioni di zebrafish a 48 hpf (hours post fertilization) sono stati microiniettati con cellule tumorali di linea allo scopo di studiare l’attecchimento, la proliferazione, la vitalità, la migrazione e l’induzione di angiogenesi delle cellule trapiantate nell’embrione ospite. Una volta generato e validato il modello siamo passati a studiare come e in misura composti antitumorali commerciali o nanoformulazioni sintetizzate per gli scopi del progetto possano influenzare il comportamento delle cellule xenotrapiantate.
Nello specifico sono state studiate due differenti linee cellulari a diverso potenziale metastatico (le A375 debolmente invasive e le WM266 fortemente invasive), andando a valutare la diversa risposta indotta da linee cellulari diverse sui parametri menzionati (attecchimento, proliferazione, migrazione, neo-angiogenesi in embrioni di zebrafish). Il farmaco testato nel presente lavoro di tesi è stato il paclitaxel, un composto chemioterapico largamente adoperato in clinica, che è stato utilizzato tal quale o sottoforma di nanoformulazioni. Sono stati dunque condotti una serie di esperimenti per comprendere se esista o meno una correlazione tra test tossicologici in vitro e nel pesce, e se i test nello zebrafish possano in qualche modo fornire informazioni tossicologiche aggiuntive o complementari ai test in vitro di proliferazione cellulare. Si è infine cercato di valutare se il modello proposto si presti allo studio di terapie di nuova generazione, come le terapie combinate chemo/laser, e quali possano essere eventuali vantaggi offerti dal modello in tal senso.