Terapie di eliminazione che prendono di mira le vie legate alla staminalità del cancro
PI3K/Akt signaling. Una cascata upregolata in numerosi tumori solidi, forse contribuendo all’inizio del tumore (e quindi un bersaglio attraente per le terapie del cancro), è la via di segnalazione mitogenica fosfatidilinositolo chinasi-3 (PI3K)/Akt. L’attivazione della via di segnalazione PI3K/AKT può upregolare l’espressione degli induttori di EMT, tra cui EZH2, BMI-1, e SNAIL e SLUG promuovere EMT e caratteristiche CSC nel cancro umano (endometriale). Inoltre, questo percorso è stato anche implicato nella regolazione dell’arricchimento CSC associato a EMT in OC, e l’inibitore del percorso PI3K/AKT LY294002 ha ridotto l’espressione dei geni della staminalità negli sferoidi OC.
Due potenziali inibitori della segnalazione Akt, daidzein-daunomycin e N-t-Boc-daidzein, sono stati derivati dal promettente fitoestrogeno chemopreventivo del cancro daidzein. Daidzein-daunomicina è stato segnalato per migliorare la risposta terapeutica in un modello di OC animale, mentre N-t-Boc-daidzein potrebbe diminuire il numero di OCSCs isolati dall’ascite del paziente. N-t-Boc-daidzein è stato anche trovato per provocare l’apoptosi delle linee cellulari primarie OC mature derivate dall’ascite, in modo dose- e tempo-dipendente, dovuto in parte alla degradazione di Akt. Inoltre, gli inibitori di Akt sono stati trovati efficaci nel colpire le cellule CD133+ in altri tumori, compreso il cancro epatocellulare. In un impressionante studio recente sul cancro al seno, un antagonista del recettore IL-8 CXCR1 ha dimostrato di ridurre il numero di ALDH+ (vedi sezione “Isolamento delle cellule staminali del cancro ovarico dai tumori ovarici primari”) CSC del seno, seguito da una massiccia apoptosi della massa rimanente del tumore; tale antagonista ha dimostrato di inibire la segnalazione della chinasi di adesione focale (FAK) attraverso Akt. Insieme, questi rapporti implicano fortemente la cascata PI3K/Akt nel mantenimento e nell’auto-rinnovamento delle CSC.
Segnalamento Ephrin/Eph. I recettori di Ephrin (Eph) sono la più grande famiglia di recettori tirosin-chinasi, che comprende 14 recettori. L’attivazione di Eph attraverso l’interazione con i ligandi di superficie delle cellule ephrin nelle cellule adiacenti induce segnali bidirezionali che interessano sia le cellule che esprimono il recettore che le ephrin. Le funzioni del sistema Eph/ephrin sono state implicate nella regolazione delle vie di segnalazione che influenzano le decisioni sul destino delle cellule durante l’embriogenesi e l’omeostasi dei tessuti adulti. L’espressione aberrante dei recettori Eph e dei ligandi ephrin è stata osservata in molti tipi di tumori umani, compresi i tumori del seno e delle ovaie. Inoltre, le molecole Eph/ephrin svolgono anche un ruolo nella regolazione dell’auto-rinnovamento delle CSC e della tumorigenicità, quindi il targeting di Eph ed ephrin può essere promettente per il targeting sulla popolazione delle CSC nei tumori. Diversi tipi di inibitori della segnalazione ephrin/Eph sono stati esaminati in indagini precliniche e cliniche, compresi i peptidi sintetici che inibiscono l’interazione Eph/ephrin, le proteine di fusione Eph ed ephrin esodomain che modulano l’attività e la funzione di Eph ed ephrin, gli inibitori della tirosin-chinasi a piccole molecole, e i mAbs-targeting Ephs. Evidenze recenti suggeriscono il ruolo di EFNA4 nella regolazione della decisione del destino cellulare delle cellule epiteliali mammarie e la sovraespressione di EFNA4 è stata osservata nella popolazione di CSCs del cancro al seno triplo-negativo (TNBC) e OC, suggerendo EFNA4 come bersaglio terapeutico delle CSCs. Un nuovo farmaco, coniugati anticorpo-farmaco anti-EFNA4 (PF-06647263), ha dimostrato attività antitumorale in studi preclinici ed è attualmente in fase di valutazione in un trial clinico di fase 1. Questo farmaco è stato anche in grado di ridurre la frequenza delle CSC e di indurre regressioni tumorali sostenute in modelli di tumore OC PDX. Insieme, questi risultati supportano fortemente il ruolo della segnalazione ephrin/Eph nel mantenimento di OCSC, suggerendo un nuovo obiettivo terapeutico di CSCs.
Percorso del riccio sonico. Un’altra cascata di segnali implicata nel giocare un ruolo nella staminalità del cancro è la via Sonic hedgehog (SHH) associata all’embriogenesi. La segnalazione di SHH, iniziata dal legame di SHH al suo recettore, Patched-1, è un mediatore cruciale del destino cellulare durante lo sviluppo precoce dei mammiferi. Tuttavia, la deregolazione di SHH è stata ipotizzata per contribuire all’auto-rinnovamento delle CSC e quindi rappresenta un obiettivo attraente per la terapia del cancro. A sostegno di tale approccio, è stato dimostrato che la ciclopamina, un alcaloide naturale che si trova anche trovato per essere specifico inibitore della via SHH, ha fortemente inibito la proliferazione e la crescita clonogenica delle cellule tumorali ovariche in vitro, mentre anche l’arresto della crescita del tumore ovarico, in vivo. Tuttavia, un altro studio ha dimostrato un minimo di segnalazione SHH in OC, lasciando il ruolo specifico di questo percorso in OC in gran parte irrisolto. La via di Notch è una cascata di segnalazione del contatto cellula-cellula intimamente coinvolta nel normale sviluppo e nel rinnovamento dei tessuti. La trasduzione del segnale avviene quando un ligando di superficie di Notch, su una cellula, attiva il suo recettore su una cellula contigua, con conseguente scissione del dominio intracellulare di Notch (NICD). Il NICD poi si trasferisce dal citoplasma al nucleo, con conseguente transattivazione del gene attraverso la sua interazione con il fattore di trascrizione C element-binding factor (CBF). Tuttavia, la disregolazione di Notch è stata anche implicata nel mantenimento del fenotipo CSC, e un certo numero di inibitori specifici di Notch sono attualmente in varie fasi di sviluppo. In OC, vari membri del percorso Notch sono sovraespressi nei tumori, ma non negli adenomi; di conseguenza, mentre la segnalazione Notch significativo è stato trovato anche in tre linee cellulari OC e il 76% dei tumori dei pazienti OC. Inoltre, Notch1 è stato trovato sovraespresso nei candidati OCSCs, rispetto alla popolazione di massa delle cellule tumorali o OCSCs posti in condizioni di differenziazione. Insieme, questi (e altri) rapporti implicano fortemente Notch nella tumorigenesi ovarica e nel mantenimento degli OCSC, rendendo questo segnale un interessante bersaglio terapeutico.
Segnalamento Wingless (Wnt). La via Wnt è essenziale per la morfogenesi embrionale e la specificazione dell’asse corporeo, oltre all’omeostasi dei tessuti, grazie alla sua regolazione dell’auto-rinnovamento delle cellule staminali normali. La propagazione del segnale avviene dopo il legame del ligando Wnt al suo recettore, Frizzled, con conseguente cascata che porta alla traslocazione nucleare di β-catenina, che legandosi al suo cofattore transazionale, TCF, induce una serie di protooncogeni (tra cui MYC). Di conseguenza, simile ad altre vie di segnalazione embrionali, la disregolazione Wnt è anche associata alla carcinogenesi e alla progressione tumorale. In uno studio su OC, Rask et al. hanno dimostrato una maggiore espressione dei componenti della via Wnt nei tumori OC maligni, rispetto ai tessuti ovarici normali. Verso il targeting della segnalazione Wnt come una terapia efficace del cancro, due piccole molecole, ZTM000990 e PKF118-310, sono stati identificati in uno schermo ad alta capacità (basato sulla struttura del complesso β-catenina/TCF) per colpire la cascata di segnalazione canonica Wnt. Inoltre, gli anticorpi monoclonali anti-Wnt1 e anti-Wnt2 sono risultati essere potenti induttori di apoptosi in cellule di mesotelioma e melanoma. Con un’ulteriore ottimizzazione farmacologica, queste piccole molecole o anticorpi che hanno come bersaglio la via di segnalazione Wnt potrebbero rappresentare efficaci terapie OC.
Gli isozimi ALDH. L’attività enzimatica dell’ALDH gioca un ruolo nel mantenimento della caratteristica staminalità delle CSC, che potrebbe essere regolata sia a livello di trascrizione che di post-traslazione. Nelle cellule del cancro al seno, l’attività di ALDH1A1 è inibita dall’acetilazione della lisina 353, che è regolata dall’acetiltransferasi P300/CBP-associated factor e dalla deacetilasi sirtuina 2 (SIRT2). L’acetilazione di ALDH1A1 ha inibito sia la popolazione di cellule staminali che le proprietà di auto-rinnovamento nel cancro al seno. La segnalazione NOTCH è stata indicata per svolgere un ruolo nell’attivazione dell’attività di ALDH1A1 attraverso l’induzione di SIRT2 per promuovere le CSC del seno, suggerendo il potenziale per inibire la popolazione delle CSC regolando l’attività enzimatica di ALDH post-traslazionale. Tuttavia, l’attività di ALDH potrebbe anche essere modulata a livello di trascrizione. È stato dimostrato che la β-Catenina ha un ruolo nella regolazione diretta dell’espressione di ALDH1A1 nel mantenimento degli sferoidi di CSC, una caratteristica associata alla capacità di autorinnovamento delle cellule staminali. Questa scoperta ha indicato un nuovo approccio per colpire la popolazione OCSC attraverso l’inibizione dell’espressione di ALDH1A1. Inoltre, i farmaci che inibiscono direttamente l’attività enzimatica ALDH sono in fase di sviluppo, tra cui disulfiram e aldi, che hanno mostrato effetti sinergici sulla citotossicità in diversi tipi di cancro. Il disulfiram, un inibitore di ALDH1 e ALDH2, ha recentemente dimostrato di eliminare le cellule tumorali resistenti al crizotinib diminuendo la protezione esercitata da ALDH1 contro le specie reattive dell’ossigeno. Altri inibitori più specifici di ALDH1A1 sono stati scoperti e sono in fase di sviluppo. Per esempio A37, un inibitore selettivo di ALDH1A1 ha dimostrato di bloccare la crescita di sferoidi di OC e di inibire l’attività trascrizionale di β-catenina associata alle cellule staminali.