Fig. 1: Profili di sequenziamento dell'RNA a singola cellula che confrontano le cellule del cancro al seno da siti di tumore primario e metastatico. a Uno schema che mostra il sequenziamento dell'RNA unicellulare delle cellule ordinate da topi TNBC PDX marcati con L2T o L2G (topi 1 e 2) o MDA-MB-231 (topo 3) portatori di tumore, sia tumori primari della mammella che polmonari metastasi (micrometastasi precoci). b Heatmap che denota le stime della grandezza dell'espressione in scala logaritmica (colore rosso) per ICAM1 e i geni caratteristici della staminalità co-espressi nelle cellule tumorali primarie e nelle metastasi polmonari (N = 3 topi, 2 con TN PDX e 1 con tumore MDA-MB-231). I geni sono ordinati in base alla loro correlazione con ICAM1 in tutte le cellule, come indicato dalle barre grigie a destra (dall'alto in alto al basso in basso). L'elenco inferiore di CD44, GAPDH, ACTB, eGFP,e tdTomato fungono da geni di controllo senza cambiamenti significativi tra le cellule tumorali primarie e le metastasi polmonari. c Espressione rappresentativa di ICAM1 in cellule tumorali primarie L2T+ o L2G+ e metastasi polmonari determinate mediante citometria a flusso da diversi modelli PDX di cancro al seno (TN1, TN2 e TN3). Le porte del profilo di flusso sono mostrate nella Figura 1d supplementare. d Dati quantitativi dell'espressione differenziale di ICAM1 nei tumori primari PDX rispetto alle metastasi polmonari da c. n = 3 repliche biologiche (topi) per ogni modello. t test unilaterale *P = 0,04; **P = 0,01; *P = 0,02. Le caselle vanno dal primo al terzo quartile con una x in una casella che indica il valore medio e le linee baffi che si estendono ai valori anomali (minimo e massimo).e Immagini di colorazione IHC rappresentative dell'espressione di ICAM1 (colore marrone) in tumori primari e metastasi polmonari da modelli PDX TN1 e TN2 che convalidano c e d. f Distribuzione dell'espressione di ICAM1 tra i sottotipi PAM50 nella coorte TCGA BRCA (N = 1037). I sottotipi basali e arricchiti con HER2 sono i primi due che mostrano un'espressione ICAM1 significativamente più alta rispetto al normale tessuto mammario (per ciascun sottotipo viene mostrata la percentuale di casi al di sopra del valore della linea blu). La significatività statistica è stata valutata utilizzando un test t di Student a due code. *P < 0,05, **P < 0,01 e ****P ≤ 0,0001. g Analisi schematiche e istografiche di flusso dei tumori TN1-PDX impiantati ortotopicamente con o senza sovraespressione di ICAM1 (OE) al quarto cuscinetto adiposo mammario. h.Il tumore PDX TN1 pesa 2 mesi dopo le iniezioni ortotopiche di cellule TN1 con ICAM1 OE e vettore di controllo (Con) (2.5e5 cellule in un cuscinetto adiposo mammario/topo). n = 3 topi per gruppo cellulare. t test a due code *P = 0,04. Le caselle vanno dal primo al terzo quartile con una x in una casella che indica il valore medio e le linee baffi che si estendono ai valori anomali (minimo e massimo). i, j Immagini polmonari rappresentative e segnali BLI normalizzati (flusso totale) di metastasi polmonari spontanee in ICAM1 OE impiantati ortotopicamente e topi portatori di tumore TN1 di controllo come in g, h. n = 3 topi per gruppo. Test t a due code **P = 0,003. Le caselle vanno dal primo al terzo quartile con una x in una casella che indica il valore medio e le linee baffi che si estendono ai valori anomali (minimo e massimo).k Analisi schematiche e istogramma di flusso di cellule tumorali MDA-MB-231 iniettate nella vena della coda trasfettate con controllo siRNA (siCon) e siICAM1. l, m. Immagini rappresentative e dati quantitativi del segnale BLI di topi iniettati con cellule MDA-MB-231 trasfettate con siCon e siICAM1 attraverso la vena della coda (n = 4 topi per gruppo cellulare. Test t a due code ** P = 0,01 per i confronti dei punti temporali. N = 6 esperimenti indipendenti). Le caselle vanno dal primo al terzo quartile con una x in una casella che indica il valore medio e le linee baffi che si estendono ai valori anomali (minimo e massimo). Credito: DOI: 10.1038/s41467-021-25189-zN = 6 esperimenti indipendenti). Le caselle vanno dal primo al terzo quartile con una x in una casella che indica il valore medio e le linee baffi che si estendono ai valori anomali (minimo e massimo). Credito: DOI: 10.1038/s41467-021-25189-zN = 6 esperimenti indipendenti). Le caselle vanno dal primo al terzo quartile con una x in una casella che indica il valore medio e le linee baffi che si estendono ai valori anomali (minimo e massimo). Credito: DOI: 10.1038/s41467-021-25189-zby
Le proteine di superficie aiutano le cellule tumorali a formare cluster
Fig. 1: Profili di sequenziamento dell’RNA a singola cellula che confrontano le cellule del cancro al seno da siti di tumore primario e metastatico. a Uno schema che mostra il sequenziamento dell’RNA unicellulare delle cellule ordinate da topi TNBC PDX marcati con L2T o L2G (topi 1 e 2) o MDA-MB-231 (topo 3) portatori di tumore, sia tumori primari della mammella che polmonari metastasi (micrometastasi precoci). b Heatmap che denota le stime della grandezza dell’espressione in scala logaritmica (colore rosso) per ICAM1 e i geni caratteristici della staminalità co-espressi nelle cellule tumorali primarie e nelle metastasi polmonari (N = 3 topi, 2 con TN PDX e 1 con tumore MDA-MB-231). I geni sono ordinati in base alla loro correlazione con ICAM1 in tutte le cellule, come indicato dalle barre grigie a destra (dall’alto in alto al basso in basso). L’elenco inferiore di CD44, GAPDH, ACTB, eGFP,e tdTomato fungono da geni di controllo senza cambiamenti significativi tra le cellule tumorali primarie e le metastasi polmonari. c Espressione rappresentativa di ICAM1 in cellule tumorali primarie L2T+ o L2G+ e metastasi polmonari determinate mediante citometria a flusso da diversi modelli PDX di cancro al seno (TN1, TN2 e TN3). Le porte del profilo di flusso sono mostrate nella Figura 1d supplementare. d Dati quantitativi dell’espressione differenziale di ICAM1 nei tumori primari PDX rispetto alle metastasi polmonari da c. n = 3 repliche biologiche (topi) per ogni modello. t test unilaterale *P = 0,04; **P = 0,01; *P = 0,02. Le caselle vanno dal primo al terzo quartile con una x in una casella che indica il valore medio e le linee baffi che si estendono ai valori anomali (minimo e massimo).e Immagini di colorazione IHC rappresentative dell’espressione di ICAM1 (colore marrone) in tumori primari e metastasi polmonari da modelli PDX TN1 e TN2 che convalidano c e d. f Distribuzione dell’espressione di ICAM1 tra i sottotipi PAM50 nella coorte TCGA BRCA (N = 1037). I sottotipi basali e arricchiti con HER2 sono i primi due che mostrano un’espressione ICAM1 significativamente più alta rispetto al normale tessuto mammario (per ciascun sottotipo viene mostrata la percentuale di casi al di sopra del valore della linea blu). La significatività statistica è stata valutata utilizzando un test t di Student a due code. *P < 0,05, **P < 0,01 e ****P ≤ 0,0001. g Analisi schematiche e istografiche di flusso dei tumori TN1-PDX impiantati ortotopicamente con o senza sovraespressione di ICAM1 (OE) al quarto cuscinetto adiposo mammario. h.Il tumore PDX TN1 pesa 2 mesi dopo le iniezioni ortotopiche di cellule TN1 con ICAM1 OE e vettore di controllo (Con) (2.5e5 cellule in un cuscinetto adiposo mammario/topo). n = 3 topi per gruppo cellulare. t test a due code *P = 0,04. Le caselle vanno dal primo al terzo quartile con una x in una casella che indica il valore medio e le linee baffi che si estendono ai valori anomali (minimo e massimo). i, j Immagini polmonari rappresentative e segnali BLI normalizzati (flusso totale) di metastasi polmonari spontanee in ICAM1 OE impiantati ortotopicamente e topi portatori di tumore TN1 di controllo come in g, h. n = 3 topi per gruppo. Test t a due code **P = 0,003. Le caselle vanno dal primo al terzo quartile con una x in una casella che indica il valore medio e le linee baffi che si estendono ai valori anomali (minimo e massimo).k Analisi schematiche e istogramma di flusso di cellule tumorali MDA-MB-231 iniettate nella vena della coda trasfettate con controllo siRNA (siCon) e siICAM1. l, m. Immagini rappresentative e dati quantitativi del segnale BLI di topi iniettati con cellule MDA-MB-231 trasfettate con siCon e siICAM1 attraverso la vena della coda (n = 4 topi per gruppo cellulare. Test t a due code ** P = 0,01 per i confronti dei punti temporali. N = 6 esperimenti indipendenti). Le caselle vanno dal primo al terzo quartile con una x in una casella che indica il valore medio e le linee baffi che si estendono ai valori anomali (minimo e massimo). Credito: DOI: 10.1038/s41467-021-25189-zN = 6 esperimenti indipendenti). Le caselle vanno dal primo al terzo quartile con una x in una casella che indica il valore medio e le linee baffi che si estendono ai valori anomali (minimo e massimo). Credito: DOI: 10.1038/s41467-021-25189-zN = 6 esperimenti indipendenti). Le caselle vanno dal primo al terzo quartile con una x in una casella che indica il valore medio e le linee baffi che si estendono ai valori anomali (minimo e massimo). Credito: DOI: 10.1038/s41467-021-25189-z
Le cellule tumorali circolanti (CTC) con caratteristiche di cellule staminali utilizzano la proteina adesiva ICAM1 per facilitare la formazione di cluster CTC, che possono viaggiare dai tumori primari ad altri organi del corpo, secondo uno studio della Northwestern Medicine pubblicato su Nature Communications .
Questi cluster CTC sono una delle principali fonti di metastasi nel cancro al seno , quindi l’inibizione delle cellule tumorali ICAM1 ha il potenziale per fermare la semina delle cellule tumorali e bloccare la progressione del cancro, secondo Huiping Liu, MD, Ph.D., professore associato di Farmacologia e autore senior dello studio.
“Un anticorpo per neutralizzare la funzione di ICAM1 potrebbe ridurre il social networking delle cellule tumorali durante la circolazione e la migrazione e migliorare i risultati per i pazienti con cancro al seno”, ha affermato Liu, che è anche professore di Medicina nella Divisione di Ematologia e Oncologia e un membro del Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center della Northwestern University.
Rispetto ai tumori con singole CTC, i tumori con cluster di CTC sono associati a una ridotta sopravvivenza nel cancro al seno e sono da 20 a 100 volte più efficienti nello sviluppo di metastasi o tumori aggiuntivi al di fuori del seno. Secondo Liu, le metastasi del cancro al seno sono presenti nel 90% dei decessi per cancro al seno.
“Quando la malattia inizia a diffondersi in organi distanti, è quasi sempre incurabile”, ha detto Liu.
I semi di queste metastasi sono cluster CTC multicellulari. Questi gruppi, che numerano due o tre cellule, traggono forza dai numeri mentre viaggiano verso altri organi del corpo.
Nell’attuale studio, Liu e i suoi collaboratori hanno utilizzato cellule tumorali derivate dal paziente per studiare la formazione dei cluster e hanno scoperto che richiedono la proteina ICAM1, non solo per il clustering iniziale, ma anche per muoversi attraverso le pareti dei vasi sanguigni mentre viaggiano lungo il flusso sanguigno.
“Presentano ICAM1 sulla superficie cellulare per riconoscersi e ‘tenersi per mano'”, ha detto Liu. “Li aiuta anche a penetrare nello strato endoteliale al di fuori dei vasi sanguigni”.
Inoltre, le cellule tumorali raggruppate insieme agiscono come cellule staminali , creando in modo più efficace una prole che può eventualmente formare un tumore. L’esaurimento di ICAM1 dalle CTC ha ridotto la migrazione, ha inibito la formazione di tumori a distanza e ha interferito con la loro capacità di entrare e uscire dai vasi sanguigni.
In futuro, un anticorpo che si lega a ICAM1 e ne riduce la funzione potrebbe essere utilizzato in pazienti con cancro al seno con alti livelli di ICAM1 o cluster CTC, rallentando le metastasi e, si spera, prolungando la sopravvivenza.
“Utilizzando ICAM1 come biomarcatore, penso che questi pazienti sarebbero ottimi bersagli per un trattamento con anticorpi”, ha detto Liu. “Questo potrebbe essere particolarmente prezioso nei pazienti immunocompromessi”.
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