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# La biologia # Biologia del cancro

Rivoluzionare il trattamento del rabdomiosarcoma con i pesci zebra

Nuovi test di farmaci con pesci zebra mostrano promesse per trattare il cancro infantile aggressivo.

Joseph W. Wragg, Emma L. Gray, Rui Monteiro, Jo R. Morris, Andrew D. Beggs, Ferenc Müller, Susanne A. Gatz

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Zebrafish: Una Zebrafish: Una Rivoluzione per la RMS cancro aggressivo. zebra mostrano promettente contro il Nuovi trattamenti nei modelli di pesci
Indice

Il Rabdomiosarcoma (RMS) è un tipo di cancro piuttosto aggressivo, che colpisce soprattutto bambini e adolescenti. Infatti, rappresenta circa il 3-4% di tutti i Tumori nei bambini e circa la metà di tutti i tumori dei tessuti molli in questa fascia d'età. Negli Stati Uniti, ogni anno si segnalano circa 350 nuovi casi, con numeri simili anche nel Regno Unito e in Europa. Purtroppo, le possibilità di sopravvivenza per questo cancro non sono migliorate molto nel tempo, con molti pazienti che vedono una percentuale di sopravvivenza a cinque anni sotto il 30%. Anche quando i pazienti vanno in remissione, spesso devono affrontare problemi di salute a lungo termine a causa dei trattamenti difficili che hanno ricevuto.

Tipi di Rabdomiosarcoma

Il RMS si presenta in due tipi principali: embrionale (ERMS) e alveolare (ARMS). Questi tipi possono essere ulteriormente suddivisi in base al loro patrimonio genetico. Per esempio, circa l'80% dei casi di ARMS sono legati a cambiamenti cromosomici specifici che portano alla creazione di una proteina di fusione che stimola la crescita del cancro. Questa proteina di fusione fa sì che le cellule si comportino in modi che favoriscono la crescita del tumore. D'altra parte, l'ERMS mostra una maggiore varietà genetica e non condivide questa fusione. Tuttavia, ha spesso mutazioni in vie chiave che aiutano a controllare la crescita cellulare.

La presenza della proteina di fusione rende l'ARMS molto più aggressivo dell'ERMS. Questo ha portato ricercatori e medici a concentrarsi sullo stato di fusione quando si tratta di decidere i piani di trattamento, piuttosto che solo sul tipo di tumore.

Il Ruolo dell'Angiogenesi nel RMS

Uno degli aspetti affascinanti del RMS è come i tumori possano interagire con i vasi sanguigni. I tumori RMS promuovono la crescita di nuovi vasi sanguigni, un processo noto come angiogenesi. Questo aiuta i tumori a ricevere i nutrienti e l'ossigeno di cui hanno bisogno per crescere. Nel caso del RMS, sia i tipi positivi che negativi per la fusione sembrano aumentare questa crescita dei vasi sanguigni, rendendola un'area d'interesse per il trattamento.

Targetizzare il RMS con Nuovi Farmaci

Recentemente, i ricercatori hanno esplorato modi per trattare il RMS in modo più efficace usando una classe di farmaci noti come inibitori della tirosina chinasi multi-recettore (MRTKIs). Questi farmaci possono bloccare segnali che aiutano i tumori a crescere e sviluppare nuovi vasi sanguigni. Alcuni MRTKIs, come regorafenib e infigratinib, hanno mostrato promettenti risultati sia nei test di laboratorio che nelle prime sperimentazioni cliniche, offrendo speranza per migliori opzioni di trattamento per i pazienti con RMS.

Regorafenib

Il regorafenib è un farmaco potente che colpisce diversi tipi di proteine recettoriali sulle cellule tumorali. Può bloccare segnali che favoriscono sia la crescita del tumore che la formazione di vasi sanguigni. Nei primi test, il regorafenib ha mostrato di poter rallentare la crescita delle cellule RMS e prolungare la sopravvivenza nei modelli animali.

Infigratinib

L'infigratinib si concentra principalmente sul bloccare segnali da un gruppo specifico di recettori legati alla crescita del cancro. Studi preliminari suggeriscono che l'infigratinib possa essere particolarmente efficace contro il tipo di RMS positivo per la fusione.

Perché Pesci Zebra?

I ricercatori sono sempre alla ricerca di modi migliori per testare nuovi trattamenti. Ecco che entrano in gioco i pesci zebra—un pesce piccolo e trasparente che è diventato un preferito nella ricerca sul cancro. I corpi chiari di questi pesci consentono agli scienziati di osservare la crescita dei tumori e vedere come interagiscono con i vasi sanguigni in tempo reale. Inoltre, è molto più facile da gestire rispetto ai topi quando si tratta di osservare dettagli minuscoli.

Come Funziona?

In questa ricerca, gli scienziati iniettano cellule di RMS nel tuorlo degli embrioni di pesci zebra. Gli embrioni vengono quindi monitorati per la crescita del tumore e lo sviluppo dei vasi sanguigni. Utilizzando i pesci zebra, i ricercatori possono valutare rapidamente quanto bene funzionano i nuovi farmaci, come il regorafenib e l'infigratinib, contro i tumori e la loro capacità di indurre la crescita dei vasi sanguigni.

Stabilire il Modello di Pesce Zebra

Questo modello di pesce zebra si è dimostrato efficace perché gli scienziati hanno scoperto che iniettare cellule di RMS nel tuorlo creava tumori più grandi rispetto ad altri metodi, come iniettarli nello spazio perivitellino. Inoltre, ha permesso una migliore osservazione di come i tumori influenzassero la crescita dei vasi sanguigni.

Negli esperimenti, sono state iniettate diverse linee cellulari di RMS, e tutte sono state in grado di crescere e formare vasi sanguigni. Questo includeva due tipi di RMS, che hanno mostrato risposte diverse ai farmaci testati.

I Risultati: Combattere i Tumori e Ferma la Crescita Vascolare

Gli esperimenti hanno rivelato che sia il regorafenib che l'infigratinib hanno ridotto significativamente la dimensione del tumore nel modello di pesce zebra. Ogni farmaco ha influito in modo diverso sulle varie linee cellulari di RMS, ma entrambi hanno mostrato promesse nel limitare quanto crescevano nuovi vasi sanguigni in risposta ai tumori.

Panoramica degli Effetti dei Farmaci

  1. Regorafenib:

    • Ridotto l'area del tumore nella maggior parte delle linee cellulari di RMS.
    • Ha mostrato forti effetti nel prevenire la crescita di nuovi vasi sanguigni, in particolare nel tipo positivo per la fusione.
  2. Infigratinib:

    • Ha anche ridotto l'area del tumore, con un impatto notevole sui vasi sanguigni, specialmente nel RMS negativo per la fusione.
    • Ha incoraggiato ulteriori studi sul suo uso per trattare il RMS.

Uno Sguardo alle Cellule Derivate dai Pazienti

Oltre alle linee cellulari, i ricercatori hanno introdotto cellule di RMS derivate dai pazienti nel modello di pesce zebra. Anche queste cellule sono cresciute bene e hanno formato vasi sanguigni, simili alle linee cellulari stabilite. Notabilmente, quando trattate con gli MRTKIs, queste cellule derivate dai pazienti hanno risposto in modi che suggerivano il potenziale utilizzo di questi farmaci in contesti clinici.

Guardando Avanti: Ricerca e Applicazione Reale

Il lavoro con i modelli di pesce zebra apre nuove strade per comprendere meglio il RMS e testare i trattamenti. Concentrandosi sia sulla crescita del tumore che su come influenzano i vasi sanguigni, questa ricerca potrebbe portare a terapie più mirate in futuro.

Punti Fondamentali

  • Il RMS è un cancro serio che spesso manca di opzioni di trattamento efficaci.
  • Il modello di pesce zebra consente un'osservazione ravvicinata del comportamento dei tumori e degli effetti dei farmaci.
  • Sia il regorafenib che l'infigratinib hanno mostrato promesse nella riduzione della dimensione del tumore e nel bloccare la crescita dei vasi sanguigni.
  • Studiare le cellule derivate dai pazienti nei pesci zebra aumenta la rilevanza dei risultati, aprendo la strada a futuri trattamenti.

Conclusione

Anche se il RMS rimane un cancro difficile da trattare, i progressi nella ricerca usando modelli innovativi come i pesci zebra embrionali offrono speranza. Comprendendo meglio come questi tumori crescono e interagiscono con i vasi sanguigni, i ricercatori possono sviluppare terapie più efficaci, migliorando alla fine i risultati per i giovani pazienti che combattono questa malattia. Inoltre, chi l'avrebbe mai detto che pesci minuscoli potessero portare a grandi scoperte nel trattamento del cancro?

Fonte originale

Titolo: A dual readout embryonic zebrafish xenograft model of rhabdomyosarcoma to assess clinically relevant multi-receptor tyrosine kinase inhibitors

Estratto: BackgroundRhabdomyosarcoma (RMS) is a highly aggressive soft tissue sarcoma, affecting children and adolescents, with poor prognosis in some patient groups. Better therapeutic regimens and preclinical models to test them in are needed. Multi-receptor tyrosine kinase inhibitors (MRTKIs) are licensed for adult indications and explored in the clinic in sarcoma patients. The MRTKI Regorafenib is currently assessed in the relapse setting in patients with RMS (NCT04625907). Reliable biomarkers of response for MRTKIs are lacking. MRTKIs act not only against the cancer cell, but also the supporting stroma, particularly the vasculature. The embryonic zebrafish is translucent and allows assessment of this interaction with high-throughput in vivo imaging. MethodsA new preclinical embryo zebrafish xenograft model was developed using Tg(flk1:GFP) (blood vessel reporter) transgenic zebrafish embryos inoculated in the yolk with fluorescently labelled cells from 7 different RMS cell lines (fusion-positive (FP): Rh4, Rh30, Rh41, RMS-01, fusion-negative (FN): RD, JR1, SMS-CTR), and patient-derived cells IC-pPDX-104 at 50 hours post-fertilization and incubated at 34{degrees}C for up to 70 hours. Xenografts and vessel beds were imaged and analysed using custom FIJI pipelines. MRTKIs regorafenib and infigratinib were used at a concentration of 0.1uM added to the fish water 4 hours post cell inoculation. Pro-angiogenic growth factors VEFG-A, FGF-2 and PDGF-BB were measured in conditioned media of each cell line. ResultsAll 7 RMS cell lines and the patient-derived cells engrafted with tumour burden assessment by fluorescent imaging and direct cell counting indicating adequate growth and high cell viability during the observation period. RMS tumours induced neo-vascularisation towards the tumour and increased density of proximal vessel beds. MRTKI treatment revealed a greater tumour-intrinsic sensitivity of FP cells, but identified a significant blockade of neo-vascularisation across all RMS lines, with regorafenib response correlated with secretion of VEGF-A. ConclusionWe have developed an embryonic zebrafish xenograft model of RMS, which allows assessment of tumour growth, vascularisation initiation and therapeutic responses to clinically relevant MRTKIs. The identification of VEGF-A secretion as potential biomarker for Regorafenib response and the separation of therapeutic effects on tumour growth and neovascularisation suggests additional value of our model for response prediction to MRTKIs.

Autori: Joseph W. Wragg, Emma L. Gray, Rui Monteiro, Jo R. Morris, Andrew D. Beggs, Ferenc Müller, Susanne A. Gatz

Ultimo aggiornamento: 2024-12-25 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.19.629341

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.19.629341.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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