Targeting the connection between deregulated insulin/igf axis and rage signalling in breast cancer patients

La mortalità associata a tumore mammario è strettamente correlata all’evoluzione metastatica della neoplasia ed è incrementata in condizioni di de-regolazione del sistema di segnale Insulina/Fattore di crescita insulino-simile (IGF), come il pre-diabete, il diabete di tipo 2 (T2DM) e l’obesita’. Il recettore per i fattori terminali della glicazione avanzata (RAGE) e i suoi ligandi mediano risposte infiammatorie coinvolte nella patogenesi e nelle complicanze dell’iperglicemia, del T2DM e dell’obesità. Inoltre, il sistema di segnale RAGE promuove sia azioni autocrine che interazioni paracrine tra le cellule tumorali e il microambiente circostante, promuovendo la transizione verso fenotipi tumorali maligni.

Abbiamo ipotizzato che il sistema RAGE possa essere attivato in un ambiente ricco in Insulina/IGF e possa coordinare un’interazione aberrante tra le cellule tumorali mammarie e il microambiente infiammatorio, inducendo la progressione della neoplasia. I nostri dati preliminari mostrano che l’espressione di RAGE correla con geni appartenenti al pathway Insulina/IGF in pazienti affetti da carcinoma mammario. Inoltre, abbiamo dimostrato che i livelli di espressione di RAGE sono aumentati nelle cellule tumorali mammarie stimolate con alte concentrazioni di glucosio, insulina e IGF-1.

Sarà identificato il ruolo del sistema RAGE nella progressione del tumore mammario, in condizioni caratterizzate da iperglicemia, T2DM e obesità. Saranno caratterizzate le azioni mediate da RAGE e i suoi ligandi nel promuovere un microambiente aberrante che induce la progressione metastatica scatenata dall’infiammazione. Successivamente, sarà pianificata una strategia farmacologica combinatoria, mirata a bersagliare le connessioni de-regolate tra il sistema Insulina/IGF e il sistema RAGE, al fine di inibire la progressione del tumore mammario, in pazienti affetti da iperglicemia, obesità e T2DM.

Strategie di genome-editing come la tecnologia CRISPR/CAS9 saranno utilizzate per generare linee cellulari tumorali mammarie Knock-out per IGF-1R, così come linee cellulari overesprimenti l’isoforma A oppure l’isoforma B del recettore insulinico (IR). Queste line cellulari saranno utilizzate per investigare il ruolo dei recettori nell’indurre effetti proliferativi e migratori mediate da RAGE in risposta alle alte concentrazioni di glucosio, Insulina, IGF-1 e IGF-2. Esperimenti di RNA-sequencing e proteomica effettuati nelle cellule tumorali mammarie overesprimenti RAGE saranno utilizzati come strategia “omica” per identificare i proncipali effettori delle risposte biologiche mediate da RAGE. Saranno effettuate analisi bioinformatiche integrate di dataset di espressione genica ottenuti da grandi coorti di pazienti affetti da tumore mammario; saranno utilizzati campioni di sangue e tessuto tumorale ottenuti da pazienti pre-diabetici, diabetici e obesi, al fine di determinare il ruolo di RAGE nella progressione metastatica. I fibroblasti carcinoma-associati (CAFs), gli adipociti e i macrofagi saranno utilizzati per mimare il microambiente tumorale e identificare le interazioni paracrine tra il Sistema Insulina/IGF e il sistema RAGE nell’infiammazione, nell’evasione dall’immunità antitumorale e nella metastasi. Modelli sperimentali animali, quali xenotrapianti di cellula tumorali realizzati in Zebrafish e modelli PDX saranno usati per valutare l’impatto del Sistema RAGE attraverso il pathwaty Insulina/IGF nella progressione metastatica in pazienti pre-diabetici, diabetici e obesi.

Identificare e bersagliare farmacologicamente nuovi target molecolari del sistema Insulina/IGF e delle sue connessioni stimolatorie con il sistema RAGE, al fine di inibire la progressione metastatica in specifiche sotto-popolazioni di pazienti affetti da tumore mammario.

Lo studio contribuirà a realizzare una piattforma farmacologica per un migliore controllo clinico dei pazienti affetti da tumore mammario in condizioni di alterazioni metaboliche come pre-diabete, T2DM e obesità.