Capire il sarcoma di Kaposi e il KSHV
Una panoramica del sarcoma di Kaposi, le sue cause e la ricerca attuale.
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Indice
Il Sarcoma di Kaposi (KS) è un tipo di cancro che appare come macchie rosse o violacee sulla pelle o come lesioni in altre parti del corpo. Spesso è associato a un virus chiamato herpesvirus del sarcoma di Kaposi (KSHV), noto anche come gammaherpesvirus umano 8 (HHV8). Questo virus non causa solo KS, ma anche diverse altre malattie in persone con HIV, come il linfoma da effusione primaria (PEL), la malattia di Castleman multicentrica (MCD), il linfoma a grandi cellule associato a KSHV (LCL) e la sindrome infiammatoria da citochine associata a KSHV (KICS).
Il KS può presentarsi in varie forme a seconda della situazione del paziente. È classificato in cinque tipi: il KS classico colpisce di solito uomini anziani delle regioni mediterranee, il KS endemico si trova nell'Africa subsahariana, il KS iatrogeno può verificarsi in pazienti che hanno avuto trapianti d'organo e sono sotto alcuni farmaci, il KS può colpire anche uomini HIV-negativi che hanno rapporti sessuali con uomini, e il KS epidemico è legato a malattie avanzate da HIV. Gli esiti clinici possono differire, con alcuni pazienti che presentano lesioni cutanee a crescita lenta e altri che hanno malattie gravi e diffuse.
Nonostante ci siano trattamenti disponibili per l'HIV, il KS rimane un problema sanitario importante per chi vive con l'HIV. Il KSHV stabilisce un'infezione latente nell'ospite, il che significa che si nasconde nel corpo ma rimane inattivo finché una riattivazione non lo spinge a ricominciare a produrre virus. Durante questa fase dormiente, il virus produce molto poco. Alcune delle proteine prodotte dal KSHV in questa fase aiutano le cellule infette a sopravvivere e moltiplicarsi. Quando il virus diventa di nuovo attivo, inizia a produrre molte proteine per aiutarsi a riprodurre e per manipolare la risposta immunitaria dell'ospite.
Nei tumori di KS, è stato trovato che il virus KSHV attiva la crescita di cellule anomale, portando alla creazione di nuovi vasi sanguigni, un processo chiamato Angiogenesi. La presenza di proteine KSHV porta alla produzione di fattori di crescita e citochine, che aiutano le cellule anomale a crescere e diffondersi.
Trattare il Sarcoma di Kaposi
Per le persone con KS epidemico associato all'HIV, la terapia antiretrovirale (ART) è una parte fondamentale del trattamento. Per altre forme di KS o per chi non risponde solo all'ART, possono essere usati la chemioterapia e altri trattamenti come il pomalidomide. Il pomalidomide funziona migliorando la risposta immunitaria e aiutando il corpo a riconoscere e attaccare le cellule infette dal virus.
L'efficacia dei trattamenti può dipendere da vari fattori, tra cui il tipo specifico di KS, la presenza di altre malattie legate al KSHV e la storia di trattamenti precedenti. In alcuni casi, i pazienti potrebbero aver bisogno di un trattamento continuo per tutta la vita poiché il KS può ricomparire. Ci sono anche trial clinici in corso che testano nuovi trattamenti mirati a ridurre la crescita cellulare anomala e migliorare la risposta immunitaria del corpo.
La ricerca su nuovi trattamenti affronta delle sfide, soprattutto a causa delle difficoltà nel studiare le linee cellulari di KS in laboratorio e della mancanza di modelli animali affidabili. Tuttavia, studi recenti utilizzando modelli che imitano il KS hanno mostrato promettente nel comprendere la progressione della malattia e nel testare potenziali nuove terapie.
Nuovi Modelli Animali per la Ricerca
I recenti progressi nei modelli animali hanno permesso ai ricercatori di comprendere meglio il KS e come interagisce con il sistema immunitario dell'ospite. Utilizzando tessuti tumorali umani impiantati in topi immunodeficienti, i ricercatori possono studiare le caratteristiche dei tumori di KS in un ambiente controllato. Questo approccio, noto come xenotrapianti derivati da pazienti (PDXs), permette la crescita e lo studio delle cellule cancerose umane mantenendo le caratteristiche originali del tumore del paziente.
I ricercatori sono riusciti a impiantare con successo biopsie di KS nei topi, mantenendo il cancro per periodi prolungati mentre osservano come si comporta il virus KSHV all'interno di questi tessuti. Questo ha fornito nuove intuizioni sulla natura complessa dei tumori di KS, che sono composti da diversi tipi di cellule. I modelli PDX hanno anche reso possibile lo studio delle interazioni tra questi diversi tipi di cellule e come contribuiscono allo sviluppo del cancro.
Negli esperimenti, gli scienziati hanno scoperto che le cellule infette da KSHV proliferano e producono proteine che supportano la crescita tumorale. In particolare, le cellule simili ai fibroblasti derivate dai tumori di KS sono state in grado di rispondere all'infezione da KSHV producendo una citochina chiamata CXCL12, che promuove la crescita e la sopravvivenza di altre cellule vicine, comprese quelle infette da KSHV.
Il Ruolo delle Interazioni Cellulari
Il KS è caratterizzato da un mix di tipi cellulari, tra cui cellule immunitarie e cellule dei vasi sanguigni, evidenziando la complessità dell'ambiente tumorale. Le interazioni tra queste cellule influenzano significativamente come progredisce il KS. Comprendere i ruoli specifici dei diversi tipi di cellule nel KS è fondamentale per sviluppare trattamenti efficaci.
Le ricerche hanno dimostrato che man mano che il KS progredisce, spesso si verifica un cambiamento nei tipi e nei livelli di proteine prodotte dalle cellule infette, indicando mutamenti nell'ambiente tumorale. Alcune di queste proteine sono associate all'angiogenesi e aiutano a supportare la crescita tumorale.
L'uso dei modelli PDX ha rivelato come il KSHV influisca non solo sulle cellule infette ma anche sulle cellule circostanti non infette. Ad esempio, il KSHV può alterare il comportamento dei fibroblasti, portando a cambiamenti che promuovono la crescita tumorale e la sopravvivenza.
Importanza del KSHV nel Sarcoma di Kaposi
Il KSHV gioca un ruolo fondamentale nell'insorgenza e nello sviluppo del KS. Il virus non è solo la causa della malattia, ma partecipa attivamente ai processi che consentono ai tumori di crescere. Le proteine prodotte dal KSHV sono coinvolte in vie di segnalazione che promuovono la crescita dei vasi sanguigni e l'evasione del sistema immunitario.
La ricerca ha dimostrato che il KSHV può modificare le proprietà delle cellule endoteliali, che rivestono i vasi sanguigni, trasformandole in cellule che promuovono i tumori. Questa trasformazione è una parte chiave di come si sviluppa il KS.
Direzioni Future nella Ricerca e nel Trattamento
Le intuizioni ottenute dai modelli PDX e da altre strategie di ricerca stanno aprendo la strada a nuovi approcci terapeutici per trattare il KS. Concentrandosi sulle interazioni tra KSHV, cellule tumorali e l'ambiente tumorale circostante, i ricercatori mirano a trovare nuove opzioni di trattamento che possano mirare in modo più efficace alla malattia.
Gli studi in corso si concentreranno sullo sviluppo di nuove terapie che possano interrompere i processi necessari per la crescita del KS. Comprendendo come il KSHV interagisce con le cellule ospiti e il sistema immunitario, i ricercatori possono sviluppare strategie per migliorare la risposta immunitaria e ridurre la crescita tumorale.
L'obiettivo finale è creare trattamenti più efficaci che possano aiutare i pazienti con KS, in particolare quelli che vivono anche con l'HIV. Man mano che emergeranno nuove scoperte, queste informeranno la progettazione di trial clinici e interventi terapeutici che potrebbero migliorare notevolmente la vita di chi è affetto da questa malattia.
Titolo: Mapping herpesvirus-driven impacts on the cellular milieu and transcriptional profile of Kaposi sarcoma in patient-derived mouse models
Estratto: Kaposi sarcoma (KS) is defined by aberrant angiogenesis driven by Kaposi sarcoma herpesvirus (KSHV)-infected spindle cells with endothelial characteristics. KS research is hindered by rapid loss of KSHV infection upon explant culture of tumor cells. Here, we establish patient-derived KS xenografts (PDXs) upon orthotopic implantation of cutaneous KS biopsies in immunodeficient mice. KS tumors were maintained in 27/28 PDX until experimental endpoint, up to 272 days in the first passage of recipient mice. KSHV latency associated nuclear antigen (LANA)+ endothelial cell density increased by a mean 4.3-fold in 14/15 PDX analyzed by IHC at passage 1 compared to respective input biopsies, regardless of implantation variables and clinical features of patients. The Ki-67 proliferation marker colocalized with LANA more frequently in PDXs. Spatial transcriptome analysis revealed increased expression of viral transcripts from latent and lytic gene classes in the PDX. The expanded KSHV+ regions of the PDX maintained signature gene expression of KS tumors, with enrichment in pathways associated with angiogenesis and endothelium development. Cells with characteristics of tumor-associated fibroblasts derived from PDX were propagated for 15 passages. These fibroblast-like cells were permissive for de novo KSHV infection, and one lineage produced CXCL12, a cancer-promoting chemokine. Spatial analysis revealed that fibroblasts are a likely source of CXCL12 signaling to CXCR4 that was upregulated in KS regions. The reproducible expansion of KSHV-infected endothelial cells in PDX from multiple donors and recapitulation of a KS tumor gene signature supports the application of patient-derived KS mouse models for studies of pathogenesis and novel therapies. One Sentence SummaryTumor virus-driven expansion of endothelial cells with a transcriptional signature of Kaposi sarcoma in a large cohort of patient-derived xenografts provides a platform to discover cell communications within the tumor microenvironment.
Autori: Laurie T Krug, X. Li, Z. Weaver Ohler, A. Day, L. Bassel, A. Grosskopf, B. Afsari, T. Tagawa, W. Custer, R. Mangusan, K. Lurain, R. Yarchoan, J. Ziegelbauer, R. Ramaswami
Ultimo aggiornamento: 2024-09-28 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.27.615429
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.27.615429.full.pdf
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