Potenziale terapeutico antitumorale delle nanovescicole extracellulari delle cellule Natural Killer di donatori sani e nuove strategie per modificare il microambiente tumorale

Il gruppo si occupa da anni dello studio delle nanovescicole extracellulari rilasciate nel plasma di donatori sani e pazienti con malattie oncologiche e infiammatorie. Studia i meccanismi di base implicati nell’evasione tumorale dal sistema immunitario (cannibalismo cellulare, farmacoresistenza, inibizione della morte cellulare per apoptosi, acidità del microambiente tumorale e rilascio di nanovescicole, quali esosomi e microvescicole), focalizzando gli studi su possibili terapie innovative antitumorali. Il gruppo di Ricerca ha proposto per la prima volta in vitro e in vivo, l’uso degli Inibitori di Pompa Protonica (PPI, es. omeprazolo, esomeprazolo, lansoprazolo, pantoprazolo e rabeprazolo) come terapia antitumorale diretta. Questi farmaci, notoriamente somministrati per terapie gastriche antiacide, sono in grado di tamponare il microambiente acido tumorale, rendendo il tumore più sensibile ai trattamenti farmacologici standard. I PPI sono capaci per esempio di modificare il trasporto vescicolare  coinvolto nella farmaco-resistenza, causando una prolungata ritenzione del farmaco all’interno della cellula, migliorandone così l’efficacia. 

Dal 2012 il gruppo di Ricerca ha posto l’attenzione sul ruolo antitumorale delle nanovescicole extracellulari, EVs (sia esosomi che microvescicole) prodotte e isolate dalle cellule Natural Killer (NK) di donatori sani verso diversi istotipi tumorali, di natura ematopoietica (leucemia) e tumori solidi. Per la prima volta sono state caratterizzate le EVs delle cellule NK, costitutivamente presenti negli individui sani, tramite Nanosight NS300, Western Blotting, analisi in proteomica e test immunoenzimatici. Le EVs delle NK hanno un ruolo attivo e diretto antitumorale e immunomodulante, supportando l’immunosorveglianza NK-mediata nella terapia antitumorale. E’ stato recententemente dimostrato in un modello in vivo, tramite Risonanza Magnetica e test di citotossicità in vitro, che le EVs delle cellule NK isolate da donatori sani sono in grado di inibire la crescita tumorale e alterare il metabolismo lipidico della massa tumorale. 

Queste nanovescicole hanno un grande potenziale terapeutico  contro il cancro, in quanto sono sicure, circolando naturalmente negli individui sani ed efficaci, pronti ad agire contro la cellula trasformata. Contribuiscono a mantenere l’omeostasi immunitaria e quindi un buono stato di salute. 

Responsabile scientifico

• Lugini Luana - Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)
• Federici Cristina - Ricercatore (Dipartimento Oncologia e Medicina Molecolare)

Pubblicazioni

1. Parolini I, Federici C, Raggi C, Lugini L, Palleschi S, De Milito A, Coscia C, Iessi E, Logozzi M, Molinari A, Colone M, Tatti M, Sargiacomo M, Fais S. Microenvironmental pH is a key factor for exosome traffic in tumor cells. J Biol Chem. 2009 Dec 4;284(49):34211-22. doi: 10.1074/jbc.M109.041152.
2. Federici C, Petrucci F, Caimi S, Cesolini A, Logozzi M, Borghi M, D'Ilio S, Lugini L, Violante N, Azzarito T, Majorani C, Brambilla D, Fais S. Exosome release and low pH belong to a framework of resistance of human melanoma cells to cisplatin. PLoS One. 2014 Feb 6;9(2):e88193. doi: 10.1371/journal.pone.0088193.
3. Lugini L, Valtieri M, Federici C, Cecchetti S, Meschini S, Condello M, Signore M, Fais S. Exosomes from human colorectal cancer induce a tumor-like behavior in colonic mesenchymal stromal cells. Oncotarget. 2016 Aug 2;7(31):50086-50098. doi: 10.18632/oncotarget.10574. 
4. Lugini L, Cecchetti S, Huber V, Luciani F, Macchia G, Spadaro F, Paris L, Abalsamo L, Colone M, Molinari A, Podo F, Rivoltini L, Ramoni C, Fais S. Immune surveillance properties of human NK cell-derived exosomes. J Immunol. 2012 Sep 15;189(6):2833-42. doi: 10.4049/jimmunol.1101988.
5. Cecchetti S, Federici C, Canese R, Iorio E, Huber V, Pisanu ME, Chirico M, Iessi E, Camerini S, Casella M, Matteucci A, Macchia D, Spada M, Lugini L. NK cells-derived extracellular vesicles potency in the B cell lymphoma biotherapy. Front Immunol. 2024 Dec 6;15:1503857. doi: 10.3389/fimmu.2024.1503857.