• cancro al pancreas
• pancreatic cancer

Il carcinoma duttale pancreatico (PDAC) è la neoplasia pancreatica più comune e si sviluppa nel compartimento esocrino del pancreas. Il microambiente tumorale è eterogeneo ed è composto da diverse popolazioni cellulari, come le cellule stellate pancreatiche (PSC) quiescenti, le PSC attivate, i fibroblasti associati al cancro (CAF), i macrofagi, i monociti, le cellule B e T, tra le altre. I CAF e le PSC rappresentano i componenti principali dello stroma del PDAC. Le PSC diventano attivate in seguito a diversi stimoli, come etanolo, iperglicemia e ipossia. Una volta attivate, esse aumentano la loro capacità proliferativa e migratoria e secernono una maggiore quantità di proteine della matrice extracellulare (ECM), fattori di crescita e citochine che possono influenzare il comportamento delle cellule tumorali del PDAC (proliferazione, migrazione, chemioresistenza, ecc.).
Esiste un dialogo tra le PSC/CAF attivate e le cellule tumorali pancreatiche mediato da fattori solubili e vescicole extracellulari (EV). Queste ultime sono considerate una potenziale e promettente fonte di biomarcatori e possono veicolare diverse classi di molecole. Infatti, il secretoma delle PSC/CAF attivate può modulare il comportamento delle cellule del PDAC e contribuire allo sviluppo e alla progressione del tumore.
Sulla base di queste premesse, l’obiettivo della tesi è stato quello di verificare le interazioni tra cellule tumorali e cellule stellate, con un focus iniziale sull’effetto delle PSC attivate sulle cellule di PDAC. Il primo compito è stato valutare l’effetto del mezzo condizionato delle PSC sulla crescita e chemosensibilità di due linee cellulari di PDAC (SUIT-2-28 e PDAC-3). Il secondo compito ha riguardato più specificamente l’effetto del contenuto vescicolare (EVs) del secretoma delle PSC sulle stesse linee cellulari. Il terzo compito è stato valutare l’effetto del mezzo di cellule che avevano acquisito resistenza al trattamento con folfirinox sulle cellule di PDAC, con particolare attenzione all’impatto sulla vitalità cellulare.

Per studiare questi obiettivi, sono state sviluppate procedure sperimentali per verificare la sensibilità delle cellule SUIT-2-28 e PDAC-3 ad agenti chemioterapici comuni, seguita da trattamenti con il mezzo condizionato derivato da cellule PSC. Inoltre, le vescicole secrete dalle PSC sono state purificate mediante cromatografia ad esclusione dimensionale (SEC) e caratterizzate sia morfologicamente, tramite analisi del tracking nanoparticellare (NTA) e microscopia elettronica a trasmissione (TEM), sia a livello molecolare, tramite analisi Western blot.
Infine, è stata eseguita una procedura analoga su modelli cellulari disponibili presso il laboratorio di biochimica dell’Università di Pisa (UniPi). In questo caso, è stato valutato l’effetto delle vescicole secrete da una linea tumorale resistente al folfirinox sulla resistenza delle cellule tumorali pancreatiche allo stesso trattamento. Questi studi hanno fornito informazioni utili sulla comunicazione intracellulare in vitro, offrendo spunti che potrebbero essere tradotti in modelli più complessi del microambiente tumorale.

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is the most common pancreatic neoplasm that develops in the exocrine compartment of pancreas. The tumor microenvironment is heterogeneous being comprised by different populations of cells, such as quiescent PSCs (pancreatic stellate cells), activated PSCs, cancer associated fibroblasts (CAFs), macrophages, monocytes, B and T cells among others. CAFs and PSCs are the major components of PDAC stroma. The PSCs become activated after different stimuli such as ethanol, hyperglycemia, hypoxia. Upon activation, they increase their proliferative and migratory ability, and secrete more ECM proteins, growth factors and cytokines that can influence PDAC cell behavior (proliferation, migration, chemoresistance, etc.). There is a crosstalk between activated PSCs/CAFs and tumor pancreatic cells that is mediated by soluble factors and EVs. The latter are considered a promising potential source of biomarkers and can vehiculate different classes of molecules. Indeed, the secretome of activated PSCs/CAFs can modulate PDAC cell behavior and contribute to cancer development and progression.
On this basis, the thesis aimed to verify any interactions between tumor cells and stellate cells, with an initial focus on the effect of activated PSCs on PDAC cells. The first task was to assess the effect of the conditioned medium of PSCs on growth and chemosensitivity of two PDAC cell lines (SUIT-2-28 and PDAC-3). The second task was to assess more specifically the effect of vesicular content (EVs) of the secretome of PSCs on the same cell lines. The third task was to evaluate the effect of the medium of cells that had acquired a resistance to folfirinox on PDAC cells, with particular attention to the impact on cell viability.To study these aims, experimental procedures have been developed to verify the sensitivity of SUIT-2-28 and PDAC-3 cells to common chemotherapeutic agents followed by treatments with conditioned medium derived from PSCs cells. In addition, vesicles secreted from PSCs were purified by size exclusion chromatography (SEC) and characterized both morphologically by nanoparticle tracking analysis (NTA) and transmission electron microscopy (TEM), and molecularly, with Western blot analysis.
Finally, a similar procedure was done on model cellular systems available at the laboratory of the biochemistry unit (UniPi). In this case, we evaluated the effect of vesicles secreted by a folfirinox-resistant tumor line on the resistance of pancreatic tumor cells to the same treatment. These studies provided useful information about intracellular communication in vitro, providing hints that might be translated in more elaborated models of the tumoral microenvironment.