Le terapie con virus oncolitici stanno diventando una possibile alternativa per tumori difficilmente trattabili con le terapie standard. Il nostro gruppo ha dimostrato l’esistenza in cellule neoplastiche di due possibili fenotipi distinguibili in base all’espressione di geni stimolati dagli interferoni (ISGs) e di geni indotti dallo stress virale (VSIG) che possono essere facilmente distinti utilizando la proteina MxA come marcatore. Abbiamo dimostrato che l’esistenza di questo fenotipo ISGs e’ capace di bloccare nelle cellule tumorali sia la lisi virale sia l’espressione genica di proteine inserite in vettori virali. Inoltre, abiamo pubblicato che questo fenotipo caratterizza cellule di tumore che costituiscono una recidiva di tumore ovarico che era stato inizialmente curato con terapie con virus oncolitici. Poiche’ questo fenomeno e’ condiviso da tumori solidi ed ematologici, capire il meccanismo che induce l’espressione di questa signature di geni associati agli interferoni e’ di importanza chiave nel cercare di ottimizzare terapie con virus oncolitici o trials di terapie geniche basate su vettori adenovirali. Per individuare le vie di segnalazione coinvolte nel sostenere questo fenotipo abbiamo utilizzato linee cellulari di adenocarcinoma di pancreas e di mieloma multiplo. L’adoncarcinoma di pancreas e’ uno dei tumori piu’ aggressivi per cui ancora ad oggi non esiste una cura. Invece il mieloma multiplo e’ fra i tumori piu’ diffusi e ci sono gia’ molti trials clinici che sperimentano possibili terapie alternative con virus oncolitici. La finalita’ del presente progetto e’ confermare l’esistenza del dualismo del fenotipo ISGs in tumori di diversa origine istologica, e di dissezionare i pathways che sono maggiormente coinvolti nella risposta agli interferoni, e che portano all’upregolaizone di geni ISGs e VSGs, andando di volta in volta a bloccare in modo selettivo. Abbiamo focalizzato la nostra attenzione al pathway di NFkB nell’adenocarcinoma di pancreas e in quello di STAT3 nel mieloma multiplo. Dai nostril risultati sembra che l’acido acetilsalicilico e la curcumina possono bloccare l’espressione endogena degli ISGs nei tumori di pancreas, ristabilendo la normale permissivita’ alle infezioni con adenovirus, mentre lo stesso effetto lo abbiamo ottenuto nelle line di mieloma multiplo utilizzando il resveratrolo. Questi risultati possono essere considerati come dati preliminari utilizabili nel disegno di terapie combinatorie cosi’ da aumentare l’efficacia di terapie oncolitiche o di terapie geniche mediate da vettori adenovirali che possono costituire il futuro terapeutico per molti tipi di tumori ancora incurabili.

Oncolytic viral therapy is becoming an interesting alternative to standard therapies for incurable diseases. Our group has demonstrated the existence of two distinguishable phenotypes based on the expression of interferon-stimulated genes (ISGs) and Virus Stress Induced Genes (VSIG) with Myxovirus-resistance-A (MxA) protein as a marker. The existence of this ISGs phenotype has been proved to block viral oncolysis and viral mediated gene expression in cancer cells. We demonstrated that this caused in vivo an acquisition of a viral resistant phenotype in recurrent tumors cured in the first place with adeno-mediated oncolytic therapies. This is a phenomenon shared in both, solid and hematological tumors as well. The understanding of the mechanism that induces the expression of this interferon-related signature became of a key importance in optimizing oncolytic and gene therapies. In order to discover the pathways involved in the tumor-acquired ISGs phenotype, we focused our attention on tumor cell lines, and in particular pancreatic cancer and multiple myeloma cancer cell lines in vitro. Pancreatic ductal adenocarcinoma represents one of the most vicious cancers, for which no effective cure is optimised. On the other hand, multiple myeloma is the most frequent hematological tumor in humans and was often used as a possible target tumor for virus based therapies. The main aim of the present work was to confirm the existence of the dualism of ISGs phenotype in different cancer models and dissect the most important interferon pathways by specifically silencing different steps that could be responsible for the downstream ISGs up-regulation. We focused our attention to NFkB pathway in PDAC cancer cells and STAT3 pathway in multiple myeloma. We conclude that ASA and curcumin treatement can effectively revert the resistance in PDAC cell lines, while only resveratrol treatment can affect the infectivity of multiple myeloma cell lines to adenoviral vectors. Those findings can be considered the rational for a combinatory therapy with the aim of increasing the efficacy of oncolytic or gene therapy adeno-based approaches that might constitute the future for curing incurable cancers as pancreatic ductal adenocarcinoma.  

Reversion of anti-viral status in human tumors

RAUS, Svjetlana
2014

Abstract

Le terapie con virus oncolitici stanno diventando una possibile alternativa per tumori difficilmente trattabili con le terapie standard. Il nostro gruppo ha dimostrato l’esistenza in cellule neoplastiche di due possibili fenotipi distinguibili in base all’espressione di geni stimolati dagli interferoni (ISGs) e di geni indotti dallo stress virale (VSIG) che possono essere facilmente distinti utilizando la proteina MxA come marcatore. Abbiamo dimostrato che l’esistenza di questo fenotipo ISGs e’ capace di bloccare nelle cellule tumorali sia la lisi virale sia l’espressione genica di proteine inserite in vettori virali. Inoltre, abiamo pubblicato che questo fenotipo caratterizza cellule di tumore che costituiscono una recidiva di tumore ovarico che era stato inizialmente curato con terapie con virus oncolitici. Poiche’ questo fenomeno e’ condiviso da tumori solidi ed ematologici, capire il meccanismo che induce l’espressione di questa signature di geni associati agli interferoni e’ di importanza chiave nel cercare di ottimizzare terapie con virus oncolitici o trials di terapie geniche basate su vettori adenovirali. Per individuare le vie di segnalazione coinvolte nel sostenere questo fenotipo abbiamo utilizzato linee cellulari di adenocarcinoma di pancreas e di mieloma multiplo. L’adoncarcinoma di pancreas e’ uno dei tumori piu’ aggressivi per cui ancora ad oggi non esiste una cura. Invece il mieloma multiplo e’ fra i tumori piu’ diffusi e ci sono gia’ molti trials clinici che sperimentano possibili terapie alternative con virus oncolitici. La finalita’ del presente progetto e’ confermare l’esistenza del dualismo del fenotipo ISGs in tumori di diversa origine istologica, e di dissezionare i pathways che sono maggiormente coinvolti nella risposta agli interferoni, e che portano all’upregolaizone di geni ISGs e VSGs, andando di volta in volta a bloccare in modo selettivo. Abbiamo focalizzato la nostra attenzione al pathway di NFkB nell’adenocarcinoma di pancreas e in quello di STAT3 nel mieloma multiplo. Dai nostril risultati sembra che l’acido acetilsalicilico e la curcumina possono bloccare l’espressione endogena degli ISGs nei tumori di pancreas, ristabilendo la normale permissivita’ alle infezioni con adenovirus, mentre lo stesso effetto lo abbiamo ottenuto nelle line di mieloma multiplo utilizzando il resveratrolo. Questi risultati possono essere considerati come dati preliminari utilizabili nel disegno di terapie combinatorie cosi’ da aumentare l’efficacia di terapie oncolitiche o di terapie geniche mediate da vettori adenovirali che possono costituire il futuro terapeutico per molti tipi di tumori ancora incurabili.
ISGs phenotype; cancer; IFN related signature; adenoviral vectors; silencing
Oncolytic viral therapy is becoming an interesting alternative to standard therapies for incurable diseases. Our group has demonstrated the existence of two distinguishable phenotypes based on the expression of interferon-stimulated genes (ISGs) and Virus Stress Induced Genes (VSIG) with Myxovirus-resistance-A (MxA) protein as a marker. The existence of this ISGs phenotype has been proved to block viral oncolysis and viral mediated gene expression in cancer cells. We demonstrated that this caused in vivo an acquisition of a viral resistant phenotype in recurrent tumors cured in the first place with adeno-mediated oncolytic therapies. This is a phenomenon shared in both, solid and hematological tumors as well. The understanding of the mechanism that induces the expression of this interferon-related signature became of a key importance in optimizing oncolytic and gene therapies. In order to discover the pathways involved in the tumor-acquired ISGs phenotype, we focused our attention on tumor cell lines, and in particular pancreatic cancer and multiple myeloma cancer cell lines in vitro. Pancreatic ductal adenocarcinoma represents one of the most vicious cancers, for which no effective cure is optimised. On the other hand, multiple myeloma is the most frequent hematological tumor in humans and was often used as a possible target tumor for virus based therapies. The main aim of the present work was to confirm the existence of the dualism of ISGs phenotype in different cancer models and dissect the most important interferon pathways by specifically silencing different steps that could be responsible for the downstream ISGs up-regulation. We focused our attention to NFkB pathway in PDAC cancer cells and STAT3 pathway in multiple myeloma. We conclude that ASA and curcumin treatement can effectively revert the resistance in PDAC cell lines, while only resveratrol treatment can affect the infectivity of multiple myeloma cell lines to adenoviral vectors. Those findings can be considered the rational for a combinatory therapy with the aim of increasing the efficacy of oncolytic or gene therapy adeno-based approaches that might constitute the future for curing incurable cancers as pancreatic ductal adenocarcinoma.  
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