Il cancro della prostata (PCa) è il tumore più diffuso negli individui di sesso maschile la seconda causa principale di morte per cancro nella società occidentale. La mancanza di modelli PCa adeguati che ricapitolino il panorama molecolare e genomico della malattia ha ostacolato i progressi verso la ricerca traslazionale per comprendere l'inizio della malattia, la progressione e le risposte terapeutiche di ciascun paziente. Sebbene siano stati sviluppati diversi modelli, l'emulazione del complicato microambiente del carcinoma prostatico risulta tuttora complessa.
Per molti anni lo studio delle patologie neoplastiche è stato condotto su sistemi in vitro bidimensionali (2D), i quali, tuttavia, sono in grado di riflettere solo parzialmente il pattern morfo-molecolare delle cellule tumorali umane ed inoltre non rispecchiano la complessità del microambiente in vivo. All'interno di un tessuto neoplastico le cellule sono organizzate in una complessa rete tridimensionale, stabilizzata da gradienti di nutrienti e meccanismi di trasduzione del segnale determinati dal contatto cellula-cellula e cellula-matrice extracellulare. Tale presupposto rappresenta la base per lo sviluppo di modelli tumorali preclinici più verosimili, come i patient-derived xenografts (PDXs), sferoidi ed organoidi. Questi ultimi, inoltre, possono essere considerati come il ponte tra i modelli in vitro e la sperimentazione animale.
Il presente studio ha dunque come obiettivo quello di sviluppare e caratterizzare colture cellulari 3D (sferoidi) di cancro della prostata per la determinazione delle risposte terapeutiche a nuove terapie co-targeting e dei meccanismi molecolari coinvolti.
Il progetto proposto descrive una nuova tecnica per lo studio e lo screening di farmaci in vitro mediante l'uso di sferoidi tumorali. Da tempo si ritiene che la crescita delle linee cellulari tumorali coltivate come sferoidi sia un modello migliore, più vicino alle condizioni in vivo rispetto alla loro crescita come monostrato aderente. Nonostante ciò, il loro uso tuttora non è ancora molto diffuso e le possibili limitazioni possono includere la natura difficile e dispendiosa in termini di tempo di alcune delle tecniche attuali e la necessità di attrezzature specialistiche. Inoltre, se l'uso di sferoidi dovesse diventare una pratica standard per lo screening ad alto rendimento, il metodo di formazione dovrebbe avere come caratteristiche la facilità d'uso e la riproducibilità.
In questo studio si propone quindi l'utilizzo di due tecniche di formazione distinte, l'analisi comparativa di queste in termini di resa e la valutazione delle risposte biologiche rispetto alle tradizionali colture in monostrato.
Attualmente, la ricerca nel campo del cancro della prostata è ostacolata dal numero limitato di linee cellulari umane e modelli di xenotrapianto, la maggior parte dei quali non ricapitola la malattia umana vista oggi nella clinica, rendendo pertanto necessari modelli preclinici di cancro che rappresentino accuratamente i tumori dei pazienti. La profilazione dei genomi, dei trascrittomi e dei metilomi dei tumori prostatici ha prodotto serie sostanziali di dati che hanno migliorato la comprensione delle caratteristiche molecolari del carcinoma della prostata. Ad esempio, sono stati identificati nuovi percorsi di attivazione del target e sono stati scoperti nuovi meccanismi di resistenza, definendo la complessità della malattia, attribuibile all'eterogeneità del tumore. Ognuna di queste scoperte influenza la diagnosi, la gestione e il trattamento del paziente, ma lo sviluppo di modelli preclinici ha ampiamente fallito nel tenere il passo con questi cambiamenti. L'identificazione di obiettivi attuabili è una parte del processo, ma i modelli devono consentire i test necessari per generare nuove conoscenze che possono essere tradotte in nuove speranze per i pazienti.
In questo contesto si inserisce la necessità di un avanzamento delle conoscenze per la gestione del carcinoma prostatico metastatico resistente alla castrazione (mCRPC). Per tale motivo, particolare attenzione sarà rivolta alla coltura 3D della linea cellulare 22rv1, l'unica ad esprimere la mutazione del recettore per gli androgeni (AR-V7), ritenuta responsabile della refrattarietà ai trattamenti anti-androgenici del CRPC. È inoltre noto che la via di segnalazione del recettore degli androgeni (AR) e della fosfatidilinositolo-3 chinasi (PI3K) sono due vie comunemente perturbate nel carcinoma della prostata. Dati preclinici hanno infatti dimostrato che i due percorsi si compensano reciprocamente quando uno dei due è inibito, pertanto l'inibizione combinata della segnalazione AR e PI3K proposta in questo studio potrebbe risultare una strategia praticabile per prevenire o superare la resistenza alla castrazione.