Abstract
I recenti sviluppi delle tecnologie di sequenziamento genico hanno permesso di approfondire le basi genetiche della leucemia mieloide acuta. Nonostante la crescita di tali conoscenze, i meccanismi biologici che guidano la progressione neoplatisca delle cellule leucemiche e permettono loro di eludere il controllo mediato dal sistema immunitario rimangono sconosciuti. Le difficoltà nel mettere a punto modello sperimentali riproducibili in vitro e la mancanza di modelli animali altamente informativi limitano gli studi funzionali volti ad analizzare il profilo biologico delle leucemie per comprenderne i meccanismi biologici deregolati e per elaborare fattori prognostici. Questo progetto si propone di sviluppare un modello murino umanizzato che permetta di studiare direttamente in vivo e con cellule leucemiche primarie umane i fattori prognostici ed i meccanismi di immunoevasione della leucemia mieloide acuta. Leucemie primarie alla diagnosi verranno infuse in topi immunodeficienti NSG e la cinetica di attecchimento verrà monitorata per mezzo di tecniche citofluorimetriche. Verranno selezionate le leucemie in grado di generare xenotrapianti e ne verrà analizzata la cinetica di crescita negli animali. Il profilo di espressione genica delle leucemie primarie infuse e delle leucemie attecchite nel topo verranno confrontati e correlati con l’aggressività nel topo e con la prognosi clinica. Una pressione immunologica verrà poi modulata in vivo tramite infusioni seriali di linfociti T con un crescente grado di disparità MHC con la leucemia. Al raggiungimento di una fase di evasione immunologica, le cellule leucemiche resistenti al trattamento verranno isolate e purificate; il loro profilo di espressione genica verrà confrontato con quello di cellule leucemiche attecchite nei topi in assenza di pressione immune, in modo tale da definire i processi attivi nel processo di immunoevasione. Questo modello mira a identificare i geni e i processi leucemici: (i) deregolati nell’attecchimento dei topi, (ii) implicati nel comportamento aggressivo della leucemia negli animali, (iii) correlati con una prognosi clinica sfavorevole e (iv) caratteristici dei meccanismi biologici di immunoevasione. La comprensione di questi fattori non solo permetterà di identificare nuovi marcatori prognostici sulla base dei quali effettuare appropriate scelte cliniche, ma fornirà anche il razionale per lo sviluppo di nuovi approcci terapeutici.
Background
I recenti sviluppi delle tecnologie di sequenziamento genico hanno permesso di approfondire le base genetiche della leucemia mieloide acuta e hanno consentito la caratterizzazione delle mutazioni in grado di guidare una trasformazione neoplastica. Grazie a tali strumenti sappiamo oggi che le leucemie vanno incontro a diversi eventi mutazionali che determinano la nascita della patologia, la sua progressione e, nei casi più sfavorevoli, la resistenza alle terapie1,2. L’utilizzo di piattaforme high-throughput ha permesso di dimostrare come le leucemie mieloidi acute spesso presentino una complessa struttura gerarchica e hanno evidenziato come lo studio delle dinamiche clonali sia fondamentale non solo per la comprensione dei meccanismi di evoluzione delle cellule tumorali, ma anche per l’ideazione di nuovi approcci terapeutici più efficaci3,5. Sebbene gli studi attuali abbiano permesso di descrivere le mutazioni più frequenti nelle leucemie mieloidi acute, la conoscenza dei meccanismi biologici che permettono alle cellule leucemiche di crescere eludendo il controllo del sistema immunitario e di resistere ai diversi approcci terapeutici rimane tuttavia parziale. Ciò è dovuto alla difficoltà di eseguire studi che permettano di definire l’impatto delle lesione genetiche sui meccanismi biologici delle cellule leucemiche e di correlare i processi deregolati con la prognosi della patologia. In aggiunta, la grande variabilità inter-paziente spesso limita l’elucidazione di meccanismi condivisi da molteplici patologie leucemiche. Gli studi funzionali sono spesso limitati dall’incapacità di mantenere o crescere in vitro cellule leucemiche primarie, nonché dall’impossibilità di ricostituire artificialmente il microambiente tumorale. D’altro canto, la trasferibilità nella pratica clinica delle informazioni ottenute da modelli di leucemia murina è fortemente limitata dalle evidenti barriere di specie. Con lo scopo di superare queste limitazioni, questo progetto di ricerca è volto allo sviluppo di un innovativo modello murino umanizzato per lo studio e la caratterizzazione in vivo dei fattori prognostici molecolari e dei meccanismi di immunoevasione nella leucemia mieloide acuta. Tale modello si propone di coniugare la riproducibilità e il potere analitico dei modelli animali con l’alta informatività derivante dall’analisi delle leucemie primarie umane.
Background e scopo del progetto di ricerca
Sebbene gli studi attuali abbiano permesso di descrivere le mutazioni più frequenti nelle leucemie mieloidi acute (acute myeloid leukemia, AML), la conoscenza dei meccanismi biologici che permettono alle cellule leucemiche di crescere eludendo il controllo del sistema immunitario e di resistere ai diversi approcci terapeutici rimane tuttavia parziale. Ciò è dovuto alla difficoltà di eseguire studi che permettano di definire l’impatto delle lesione genetiche sui meccanismi biologici delle cellule leucemiche e di correlare i processi deregolati con la prognosi della patologia. In aggiunta, la grande variabilità inter-paziente spesso limita l’elucidazione di meccanismi condivisi da molteplici patologie leucemiche. Gli studi funzionali sono spesso limitati dall’incapacità di mantenere o crescere in vitro cellule leucemiche primarie, nonché dall’impossibilità di ricostituire artificialmente il microambiente tumorale. D’altro canto, la trasferibilità nella pratica clinica delle informazioni ottenute da modelli di leucemia murina è fortemente limitata dalle evidenti barriere di specie. Con lo scopo di superare queste limitazioni, questo progetto di ricerca si è rivolto allo sviluppo di un innovativo modello murino umanizzato per (i) studiare fattori prognostici molecolari e (ii) caratterizzare i meccanismi di immunoevasione nella leucemia mieloide acuta. Tale modello si propone di coniugare la riproducibilità e il potere analitico dei modelli animali con l’alta informatività derivante dall’analisi delle leucemie primarie umane.
