Staminalità e Rigenerazione Tissutale
Background scientifico:
L’attività di ricerca del team del laboratorio di Staminalità e Rigenerazione Tissutale, coordinato dal Prof. Geppino Falco, è focalizzata sulla comprensione dei meccanismi molecolari che regolano self renewal e differenziamento delle cellule staminali. Le cellule staminali sono responsabili dello sviluppo embrionale, della crescita post-natale e della rigenerazione dei tessuti negli organismi adulti mediante proliferazione e differenziamento. Allo stesso modo, le cellule staminali cancerose, presenti all’interno dei tumori, condividono le stesse caratteristiche delle cellule staminali e sono pertanto responsabili della crescita del tumore stesso. Il principale interesse del laboratorio è di identificare target molecolari in grado di indurre differenziamento delle cellule staminali cancerose gastriche. L’obiettivo è di migliorare, mediante “medicina di precisione", diagnosi e terapia delle neoplasie associate al tratto gastrico.
I progetti attualmente attivi sono svolti in stretta collaborazione con il team del laboratorio di Biologia delle Cellule Staminali situato al Dipartimento di Biologia dell’Università degli Studi di Napoli “Federico II” e con il team del laboratorio di Cancerogenesi e Modelli Preclinici situato presso l’ IRCCS - CROB.
Linee di Ricerca:
Epigenetica e Metabolismo Energetico delle cellule staminali
La presente linea di ricerca si propone di investigare i meccanismi energetici che caratterizzano il metabolismo delle cellule staminali al fine di identificare e caratterizzare nuovi target molecolari per terapie oncologiche. L’ipotesi si basa su evidenze che dimostrano come i meccanismi molecolari ed epigenetici, messi in atto dalle cellule staminali, possano essere conservati in cellule staminali tumorali. I nostri recenti studi hanno mostrato come il gene Zscan4 oltre alla regolazione della stabilità genomica delle cellule staminali ne conferisce la resistenza agli stimoli differenziativi dei retinoidi con forti implicazioni nella biologia del cancro.
Ruolo dei canali del calcio nella resistenza apoptotica delle cellule tumorali gastriche: identificazione di presunti bersagli molecolari.
Lo ione calcio presente all’interno della cellula è conservato in compartimenti specifici e la sua concentrazione citosolica è finemente regolata. In presenza di stimolazione, gli ioni calcio diffondono nel citoplasma per attivare meccanismi di segnalazione intracellulare. Un possibile ruolo per lo squilibrio di Ca2+ intracellulare nella malattia neoplastica è stato dimostrato in diversi tumori quali il cancro al seno; al contrario, poche sono le conoscenze di questa alterazione nel cancro gastrico. La presente linea di ricerca ipotizza che un possibile meccanismo responsabile della resistenza all'apoptosi nel cancro gastrico potrebbe essere mediato da alterazioni molecolari che compromettano l’omeostasi del calcio ionico intracellulare influendo sulla progressione della malattia. L'obiettivo è di identificare un target molecolare associato al metabolismo del calcio in grado di ripristinare la sensibilità all'apoptosi, fornendo le basi molecolari per impostare programmi terapeutici per ridurre la resistenza ai farmaci.
Tessuto adiacente e tessuto tumorale a confronto
ll cancro gastrico (GC) è una delle principali cause di decesso associate a tumore. L'eterogeneità molecolare è un fattore determinante per gli esiti clinici e attualmente manca di una classificazione esaustiva. Il tessuto istologicamente normale adiacente al tumore (NAT) è comunemente utilizzato come controllo negli studi sul cancro. Tuttavia, tale tessuto presenta caratteristiche uniche che lo differenziano sia dal tessuto tumorale che dal tessuto sano propriamente detto. La presente linea di ricerca si propone di caratterizzare il trascrittoma del NAT per migliorare la comprensione delle alterazioni molecolari tipiche del tumore gastrico.
Ruolo dell’eterogeneità cellulare e della capacità di self-renewal nella chemioresistenza del carcinoma gastrico
La presente linea di ricerca si propone come obiettivo l’identificazione di nuovi marcatori delle cellule staminali cancerose gastriche da utilizzare come potenziali target terapeutici nel carcinoma gastrico. Sulla base di questo scenario, è stato proposto lo sviluppo e la standardizzazione di modelli di studio pre-clinici, quali gli organoidi. Tale coltura in vitro è derivata a partire da cellule staminali in grado di auto-organizzarsi in modo da mimare l’architettura, la funzione e signature molecolare del tessuto di origine. La forte somiglianza con i campioni primari del paziente oncologico rende gli organoidi un modello pre-clinico ottimale riducendo i tempi di sviluppo, più brevi rispetto a xenotrapianti, e consentendo la verifica di ipotesi molecolari attraverso la manipolazione genica.