Lo scopo del progetto è di sviluppare molecole in grado di colpire microRNA coinvolti nello sviluppo e progressione tumorale ed utilizzarle in trattamenti combinati con composti di origine naturale, per indurre apoptosi e morte delle cellulare. I microRNA (miRNA) sono piccoli RNA non codificanti importanti per la regolazione dell’espressione genica, che attraverso un legame selettivo con l’mRNA bersaglio, downregolano la traduzione proteica. Anche nelle patologie oncologiche è noto il coinvolgimento di microRNA (oncomiRNA e tumor suppressor miRNA), la cui espressione è spesso disregolata e associata allo stadio e alla progressione tumorale. In questo contesto, l’approccio chiamato “miRNA therapeutics” (1) si propone di effettuare la modulazione farmacologica dell’attività dei miRNA disregolati mimandone o contrastandone l’attività (miRNA replacement e antimiRNA therapy) e potrebbe essere una strategia molto promettente per lo sviluppo di una nuova tipologia di farmaci da utilizzare come antitumorali. Ad esempio, tra le molecole in grado di colpire i miRNA, sono molto interessanti gli acidi peptido-nucleici (PNA), analoghi sintetici del DNA nei quali lo scheletro fostodiesterico è stato sostituito con unità ripetute di N-(2-aminoetil)-glicina, che sono in grado di ibridizzarsi con gli acidi nucleici con un affinità e una specificità di legame elevate e sono molecole molto stabili e resistenti alla degradazione nucleasica e proteasica. Inoltre, per aumentare il delivery cellulare dei PNA, è possibile funzionalizzarli con opportune modifiche (es. inserimento di una coda di arginine), in grado di conferire la capacità di attraversamento delle membrane cellulari, o incapsularli in nanoparticelle. Numerosi studi hanno dimostrato l’efficienza di PNA, disegnati per legare uno specifico miRNA, nel ridurne l’attività e ottenere un effetto farmacologico (2). In parallelo all’approccio miRNA targeting, numerosi composti di origine naturale sono stati proposti come agenti pro-apoptotici o citotossici in ambito oncologico, da utilizzare in associazione o alternativa agli attuali farmaci antitumorali, per ridurne gli effetti collaterali e per aumentare la selettività nei confronti delle sole cellule tumorali. Tra questi il sulforafano, composto del gruppo degli isotiocianati, presente in natura in diverse specie vegetali (come nelle piante della famiglia delle crucifere), che possiede diverse proprietà tra le quali quella antiinfiammatoria, è stato recentemente proposto anche come molecola a potenziale attività antitumorale. Attualmente, numerosissime sono le molecole di origine naturale (derivate da specie vegetali terrestri e marine) che sono studiate a questo scopo: ed esempio, oltre al sulforafano, anche la corilagina (gallotannina presente in estratti di diverse piante), il resveratrolo (composto fenolico ottenuto dalla buccia dell'uva rossa) e la quercetina (flavonoide isolabile da numerose specie vegetali tra le quali l’ippocastano). In aggiunta, queste molecole di derivazione naturale potrebbero essere utilizzate, anche in associazione tra loro, per potenziare l’effetto citotossico. Ad esempio, recentemente è stata proposta la combinazione sulforafano e resveratrolo, per indurre apoptosi in cellule di glioma (3). Il progetto prevede di impiegare molecole di derivazione naturale in trattamenti combinati con molecole premiRNA e antimiRNA da noi opportunamente disegnate, allo scopo di valutarne l’eventuale effetto antiproliferativo in cellule modello di carcinoma del colon retto, di glioblastoma, e di carcinoma mammario. Verranno quindi identificati miRNA disregolati nelle diverse tipologie tumorali, e disegnate e sintetizzate molecole per il miRNA targeting, tra le quali i PNA, che verranno somministrate in-vitro alle cellule, valutandone la capacità di indurre apoptosi mediante citofluorimetro MUSE Cell Analyzer. In parallelo, verranno saggiate diverse concentrazioni di molecole di derivazione naturale, allo scopo di identificare la concentrazione migliore per indurre apoptosi nello specifico modello cellulare tumorale. Infine, i premiRNA, antimiRNA e i composti naturali, verranno utilizzati in trattamento combinato, a concentrazioni subottimali, per verificare un possibile effetto additivo/sinergico. Risultati recenti in cellule di cancro del colon-retto HT-29, hanno mostrato un effetto sinergico del composto sulforafano con un PNA contro il miR-15-b (4). Ci attendiamo di poter identificare una combinazione ottimale, da poter testare anche in modelli tumorali in-vitro più complessi, come colture 3D. Inoltre, i risultati ottenuti possono essere utili per poter proporre lo sviluppo di nuove formulazioni (es. nanoparticelle) utili per la veicolazione delle combinazioni terapeutiche precedentemente identificate.

Impiego di strategie di microRNA targeting combinate a trattamenti con composti di origine naturale ad attività antiproliferativa e pro-apoptotica: studio dell’effetto antitumorale in-vitro su modelli cellulari di carcinoma del colon-retto, di glioblastoma e di carcinoma mammario (NaturalMiR-Combo)”

Finotti A
2020

Abstract

Lo scopo del progetto è di sviluppare molecole in grado di colpire microRNA coinvolti nello sviluppo e progressione tumorale ed utilizzarle in trattamenti combinati con composti di origine naturale, per indurre apoptosi e morte delle cellulare. I microRNA (miRNA) sono piccoli RNA non codificanti importanti per la regolazione dell’espressione genica, che attraverso un legame selettivo con l’mRNA bersaglio, downregolano la traduzione proteica. Anche nelle patologie oncologiche è noto il coinvolgimento di microRNA (oncomiRNA e tumor suppressor miRNA), la cui espressione è spesso disregolata e associata allo stadio e alla progressione tumorale. In questo contesto, l’approccio chiamato “miRNA therapeutics” (1) si propone di effettuare la modulazione farmacologica dell’attività dei miRNA disregolati mimandone o contrastandone l’attività (miRNA replacement e antimiRNA therapy) e potrebbe essere una strategia molto promettente per lo sviluppo di una nuova tipologia di farmaci da utilizzare come antitumorali. Ad esempio, tra le molecole in grado di colpire i miRNA, sono molto interessanti gli acidi peptido-nucleici (PNA), analoghi sintetici del DNA nei quali lo scheletro fostodiesterico è stato sostituito con unità ripetute di N-(2-aminoetil)-glicina, che sono in grado di ibridizzarsi con gli acidi nucleici con un affinità e una specificità di legame elevate e sono molecole molto stabili e resistenti alla degradazione nucleasica e proteasica. Inoltre, per aumentare il delivery cellulare dei PNA, è possibile funzionalizzarli con opportune modifiche (es. inserimento di una coda di arginine), in grado di conferire la capacità di attraversamento delle membrane cellulari, o incapsularli in nanoparticelle. Numerosi studi hanno dimostrato l’efficienza di PNA, disegnati per legare uno specifico miRNA, nel ridurne l’attività e ottenere un effetto farmacologico (2). In parallelo all’approccio miRNA targeting, numerosi composti di origine naturale sono stati proposti come agenti pro-apoptotici o citotossici in ambito oncologico, da utilizzare in associazione o alternativa agli attuali farmaci antitumorali, per ridurne gli effetti collaterali e per aumentare la selettività nei confronti delle sole cellule tumorali. Tra questi il sulforafano, composto del gruppo degli isotiocianati, presente in natura in diverse specie vegetali (come nelle piante della famiglia delle crucifere), che possiede diverse proprietà tra le quali quella antiinfiammatoria, è stato recentemente proposto anche come molecola a potenziale attività antitumorale. Attualmente, numerosissime sono le molecole di origine naturale (derivate da specie vegetali terrestri e marine) che sono studiate a questo scopo: ed esempio, oltre al sulforafano, anche la corilagina (gallotannina presente in estratti di diverse piante), il resveratrolo (composto fenolico ottenuto dalla buccia dell'uva rossa) e la quercetina (flavonoide isolabile da numerose specie vegetali tra le quali l’ippocastano). In aggiunta, queste molecole di derivazione naturale potrebbero essere utilizzate, anche in associazione tra loro, per potenziare l’effetto citotossico. Ad esempio, recentemente è stata proposta la combinazione sulforafano e resveratrolo, per indurre apoptosi in cellule di glioma (3). Il progetto prevede di impiegare molecole di derivazione naturale in trattamenti combinati con molecole premiRNA e antimiRNA da noi opportunamente disegnate, allo scopo di valutarne l’eventuale effetto antiproliferativo in cellule modello di carcinoma del colon retto, di glioblastoma, e di carcinoma mammario. Verranno quindi identificati miRNA disregolati nelle diverse tipologie tumorali, e disegnate e sintetizzate molecole per il miRNA targeting, tra le quali i PNA, che verranno somministrate in-vitro alle cellule, valutandone la capacità di indurre apoptosi mediante citofluorimetro MUSE Cell Analyzer. In parallelo, verranno saggiate diverse concentrazioni di molecole di derivazione naturale, allo scopo di identificare la concentrazione migliore per indurre apoptosi nello specifico modello cellulare tumorale. Infine, i premiRNA, antimiRNA e i composti naturali, verranno utilizzati in trattamento combinato, a concentrazioni subottimali, per verificare un possibile effetto additivo/sinergico. Risultati recenti in cellule di cancro del colon-retto HT-29, hanno mostrato un effetto sinergico del composto sulforafano con un PNA contro il miR-15-b (4). Ci attendiamo di poter identificare una combinazione ottimale, da poter testare anche in modelli tumorali in-vitro più complessi, come colture 3D. Inoltre, i risultati ottenuti possono essere utili per poter proporre lo sviluppo di nuove formulazioni (es. nanoparticelle) utili per la veicolazione delle combinazioni terapeutiche precedentemente identificate.
2020
2021
Nazionale
Coordinatore
Nessun Finanziamento
Finotti, A
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