Titolo

Aberrazioni cromosomiche associate alla resistenza al 5-fluorouracile in cellule HCT-8: correlazione con i profili d’espressione.

 

Autori

Cristina Luceri, Cinzia Castagnini, Elisabetta Bigagli, Simona Toti, Ida Landini, Cristina Napoli, Stefania Nobili, Enrico Mini, Piero Dolara Dipartimento di Farmacologia Preclinica e Clinica "M. Aiazzi Mancini", Università di Firenze, V.le Pieraccini 6, 50139, Firenze, Italia

 

Abstract

La chemioresistenza ab initio o in corso di trattamento nei tumori colorettali (CRC) è la principale causa del fallimento della terapia antitumorale, inoltre i meccanismi molecolari alla base di questo fenomeno sono tuttora poco noti. Allo scopo di evitare l’insorgenza di questo fenomeno, recentemente è stato tentato l'approccio mediante una terapia personalizzata sulla base di determinanti molecolari di farmacoresistenza, ad esempio i livelli d’espressione degli enzimi timidilato sintasi e diidropirimidina deidrogenasi nell'ambito del trattamento a base di 5-fluorouracile (5-FU). I risultati non sono stati incoraggianti, probabilmente poiché i marcatori utilizzati da soli non erano sufficientemente sensibili per predire la risposta al farmaco (Smorenburg CH et al., Ann Oncol 17(1): 35-42, 2006). Lo scopo di questo lavoro è stato quello di identificare marcatori associati alla comparsa di resistenza al 5-FU, applicando analisi di tipo "omico" allo studio di cellule di adenocarcinoma del colon HCT-8. Dalla linea cellulare HTC-8 sensibile al 5-FU sono stati selezionati due sub-cloni resistenti, utilizzando protocolli di trattamento diversi: una somministrazione in continuo a basse dosi di 5-FU e una somministrazione ad alte dosi, per brevi periodi (Tempestini A et al., Oncol Res 16(3): 143-156, 2006). I profili d’espressione delle cellule resistenti al 5-FU sono stati paragonati a quello delle cellule sensibili utilizzando il Whole Human Genome Oligo Microarray dell’Agilent, costituito da 44K spots, corrispondenti a 41000 geni umani. Per evidenziare alterazioni cromosomiche associate alla chemioresistenza è stata utilizzata una metodica nota come array-based Comparative Genomic Hybridisation (aCGH) che consente l’analisi contemporanea dell’intero genoma con una risoluzione spaziale di circa 35 kB. L’analisi aCGH è stata effettuata confrontando i due cloni di cellule resistenti sia con campioni di DNA integro, ottenuto da linfociti isolati da sangue periferico (confronto indiretto) sia con DNA ottenuto dalle cellule HCT-8 sensibili al 5-FU (confronto diretto). L’analisi dei profili d’espressione ha evidenziato numerosi geni differenzialmente espressi nelle cellule resistenti, comparate a quelle sensibili. I geni significativamente modulati in entrambe le linee chemioresistenti erano 1357, 739 dei quali sotto-espressi e 618 sovra-espressi. L’analisi dei pathways ha permesso di identificare i processi biologici nei quali sono coinvolti tali geni: metabolismo dei nucleotidi, apoptosi, stress ossidativo e adesione cellulare. L’analisi aCGH ha identificato diverse aberrazioni cromosomiche associate alla resistenza al 5-FU, in particolar modo localizzate sui cromosomi 6 e 20. Infine è stata effettuata una "joint analysis", correlando i dati di trascrittomica con quelli della aCGH allo scopo di evidenziare geni sovra-espressi localizzati in zone con gain cromosomico e sotto-espressioni geniche associate a delezioni. Tutti i dati ottenuti permetteranno di indagare i possibili meccanismi genetici alla base dell’insorgenza della resistenza al 5-FU e di poter individuare un profilo molecolare caratteristico dei tumori sensibili all’ azione di questo chemioterapico, allo scopo di proporre un pattern genico in grado di fornire indicazioni sulla terapia più efficace da somministrare al singolo paziente.