Isolation and characterization of a human cell line from Non Small Cell Lung Cancer

Abstract

Il carcinoma del polmone rappresenta ad oggi la prima causa di morte per patologia neoplastica. Nonostante siano stati identificati i principali fattori eziologici alla base della neoplasia, i meccanismi biologici sono ancora poco conosciuti e ciò spiega la scarsa efficacia delle terapie oggi utilizzate. Recenti studi hanno messo in evidenza che, in aggiunta alle neoplasie ematologiche, anche nelle neoplasie solide esiste una controparte neoplastica della cellula staminale normale, denominata Cancer Initiating Cell (CIC), che sembra avere un ruolo chiave nell’insorgenza, progressione e metastatizzazione del tumore; queste cellule rappresentano quindi un potenziale target terapeutico in grado di modificare la storia naturale dei tumori polmonari. L’obiettivo principale del progetto di ricerca denominato “Lung Cancer Initiating Cell” (LCIC) è l’isolamento e la caratterizzazione di fenotipi staminali di origine polmonare, a partire da lobi polmonari di pazienti affetti da neoplasia e sottoposti ad intervento chirurgico presso il Dipartimento di Scienze Chirurgiche, Unità Operativa di Chirurgia Toracica, dell’Università degli Studi di Parma. A partire da colture primarie, sono state purificate ed amplificate nel nostro laboratorio linee di cellule mesenchimali stromali e linee di cellule endoteliali ottenute sia dal nodulo neoplastico che dalla porzione di parenchima distale indenne da neoplasia. Da diversi casi analizzati siamo riusciti ad isolare diverse linee cellulari con morfologia e fenotipo caratteristici del compartimento epiteliale. Questo studio mostra i dati preliminari relativi alla caratterizzazione fenotipica e funzionale di una di queste linee epiteliali, denominata Tumor Epitelial Cell (TEpC), ottenuta da un paziente maschio di anni 58, ex fumatore, affetto da Adenocarcinoma polmonare (stadio G2). In particolare, la caratterizzazione fenotipica delle linea di TEpCs per la ricerca di marcatori caratteristici dell’epitelio polmonare o della linea mesenchimale è stata effettuata mediante analisi FACS, analisi immunoistochimica e un’analisi ultrastrutturale al microscopio elettronico a trasmissione (TEM). I dati ottenuti sono stati confrontati con una linea di controllo isolata da adenocarcinoma polmonare umano, denominata Calu-3, già ampiamente caratterizzata. La rivelazione immunocitochimica e l’analisi FACS hanno evidenziato la positività per i marcatori epiteliali tipici quali E-caderina, pan-citocheratina e CD44 sia per la linea di TEpC che per la linea di controllo delle Calu-3. L’analisi TEM ha inoltre dimostrato la presenza di tratti cellulari comuni in entrambe le linee analizzate. Per valutare le proprietà funzionali della popolazione epiteliale isolata e, in particolare, il loro potenziale tumorigenico, è stato effettuato uno studio in vivo in cui TEpCs e Calu-3 sono state inoculate in topi femmine BALB/c nudi. Dopo il sacrificio i noduli neoformati sono stati excisi ed analizzati per valutarne la composizione tissutale. Inoltre, una porzione non destinata all’analisi immunoistochimica è stata processata per isolare e riespandere in vitro le cellule tumorali inoculate. L’analisi morfometrica ha documentato una forte somiglianza tra il nodulo formato dall’iniezione delle TEpC e il tumore d’origine da cui sono state isolate. In conclusione, la possibilità di isolare, espandere e caratterizzare cellule epiteliali neoplastiche paziente e tumore-specifiche rappresenta il punto di partenza per l’identificazione di sottopopolazioni cellulari implicate nella genesi e sviluppo della neoplasia. In ambito clinico, si prospetta inoltre l’opportunità di sviluppare tests di sensibilità in vitro allo scopo di individuare terapie farmacologiche personalizzate.