Background: Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is an extremely aggressive neoplasm with one of the lowest survival rates for solid tumors. The age of incidence is dramatically declining, moreover by 2030, it is estimated to be the second leading cause of death from oncologic disease. Its late clinical manifestation, biological aggressiveness, early ability to metastasize, and poor response to surgery and chemo/radiotherapy justify the poor prognosis and the need to identify new therapeutic strategies. Immunotherapy, so far, has also failed to yield satisfactory results in PDAC, but a better understanding of the immunosuppressive tumor microenvironment and the identification of tumor associated antigens (TAAs) as new immunological targets could improve prospects for affected patients. Objective: Considering the immunomodulatory effects of chemotherapy in the clinical setting, the aim of this dissertation is to study if the Gemcitabine + Nab-Paclitaxel combination regimen is able to increase the expression of PDAC associated antigen such as ENO1, UGDH, FUBP1, GAPDH and PKM2, crucial in glycolytic metabolism and tumor cell survival and enhance antitumor response of T lymphocytes by studying the cytokines IFNg e IL-10. Materials and Methods: The study has included 15 patients with metastatic PDAC treated with Gemcitabine + Nab-Paclitaxel chemotherapy. From whole blood samples taken at the diagnosis moment (time I) and after chemotherapy treatment (time II), serum and PBMCs were separated. Patients’ serum was used to evaluate antibodies direct against the selected TAA previously identified with serological proteome analysis (SerPA). PBMC were used to perform a proliferation analysis by stimulating them with antigens, evaluating potential differences between before and after chemotherapy. In addition, the study of cytokines IFNg e IL-10 secreted by T lymphocytes isolated from patients was conducted by ELISA assay. Results: ENO1 proved to be the only antigen, among those analyzed, capable of inducing statistically significant proliferation of PBMCs after chemotherapy, with a stimulation index (SI)>=2. The proliferations induced by UGDH, FUBP1, GAPDH and PKM2 after treatment were not statistically significant, with the need for further investigation to establish their role and potential. The study of cytokines showed that after chemotherapy, T lymphocytes stimulated with ENO1 and PKM2 secrete increased levels of IFNg, promoting an antitumor effector response; those stimulated with FUBP1 produce increased levels of IL-10, suggesting a suppressive response. At last, chemotherapy seems not to induce variation on levels of cytokines secreted by lymphocytes stimulated with UGDH and GAPDH. Conclusions: Our results showed that ENO1 is confirmed to be a TAA enhanced by chemotherapy and shared by various therapeutic schemes. Its central role in neoplastic cell metabolism and membrane receptor signaling confirms its validity as a target for various immunotherapeutic strategies, including cancer vaccines and CAR-T therapy. Cytokine analysis shows trends in the behavior of PDAC-associated antigens that provide preliminary information on their role in the antitumor immune response. Our study is an aid to understanding new mechanisms of influence between immunological response, drug response and cellular metabolism.
Background: L’adenocarcinoma duttale del pancreas (PDAC) è una neoplasia aggressiva con un tasso di sopravvivenza tra i più bassi per i tumori solidi. L’età di incidenza si sta drasticamente abbassando, inoltre entro il 2030 si stima rappresenterà la seconda causa di morte per neoplasia. La manifestazione clinica tardiva, l’aggressività biologica, la precoce capacità di metastatizzazione e la scarsa risposta a chirurgia e chemio/radioterapia giustificano la prognosi sfavorevole e la necessità di identificare nuove strategie terapeutiche. Anche l’immunoterapia, finora, non ha dato risultati soddisfacenti nel PDAC. Una migliore comprensione del microambiente tumorale immunosoppressivo e l’identificazione di antigeni associati a tumore (TAA) utilizzabili come bersagli immunologici potrebbero migliorare le prospettive future per i pazienti. Obiettivo: Considerando gli effetti immunomodulanti della chemioterapia in ambito clinico, l’obiettivo della tesi è stato quello di studiare se il regime di combinazione Gemcitabina + Nab-Paclitaxel fosse in grado di aumentare l’espressione di antigeni associati al PDAC come ENO1, UGDH, FUBP1, GAPDH e PKM2, cruciali nel metabolismo glicolitico e nella sopravvivenza cellulare, e potenziare la risposta antitumorale dei linfociti T attraverso lo studio delle citochine IFNg e IL-10. Materiali e Metodi: Nello studio sono stati inclusi 15 pazienti affetti da PDAC trattati con chemioterapia Gemcitabina + Nab-Paclitaxel. Da campioni di sangue intero prelevati alla diagnosi (I tempo) e dopo il trattamento chemioterapico (II tempo), è stato separato il siero e isolati i PBMC. Tramite il siero è stato valutato il titolo anticorpale contro i TAA identificati tramite analisi sierologica del proteoma (SerPA). I PBMC sono stati utilizzati per condurre un’analisi di proliferazione stimolandoli con gli antigeni, misurando le potenziali differenze tra prima e dopo la chemioterapia. A completamento, lo studio delle citochine IFNg e IL-10 secrete dai linfociti T isolati dai pazienti è stato condotto tramite test ELISA. Risultati: ENO1 si è dimostrato l’unico antigene, tra quelli analizzati, in grado di indurre una proliferazione dei PBMC statisticamente significativa dopo la chemioterapia, con uno stimulation index (SI)>= 2. Le proliferazioni indotte da UGDH, FUBP1, GAPDH e PKM2 dopo il trattamento non sono risultate statisticamente significative, con la necessità di ulteriori approfondimenti per stabilirne ruolo e potenzialità. Lo studio delle citochine ha mostrato che dopo chemioterapia i linfociti T stimolati con ENO1 e PKM2 secernono livelli aumentati di IFNg, promuovendo una risposta effettrice antitumorale; quelli stimolati con FUBP1 producono invece aumentati livelli di IL-10, suggerendo una risposta soppressoria. Infine, la chemioterapia non sembra indurre variazione nella secrezione di citochine da parte dei linfociti stimolati con UGDH e GAPDH. Conclusioni: I nostri risultati hanno evidenziato come ENO1 si confermi un TAA potenziato dalla chemioterapia in maniera comune a vari schemi terapeutici. Il ruolo centrale che ricopre nel metabolismo delle cellule neoplastiche e nella segnalazione recettoriale di membrana conferma la sua validità come target per diverse strategie immunoterapeutiche, tra le quali i vaccini antitumorali e la terapia CAR-T. L’analisi delle citochine evidenzia delle tendenze di comportamento degli antigeni associati a PDAC che forniscono informazioni preliminari sul loro ruolo nella risposta immunologica antitumorale. Pertanto, il nostro studio rappresenta un ausilio alla comprensione di nuovi meccanismi di influenza tra risposta immunologica, risposta ai farmaci e metabolismo cellulare.
Effetti della chemioterapia combinata con Gemcitabina + Nab-Paclitaxel sulla risposta immunitaria nei pazienti con adenocarcinoma pancreatico: caratterizzazione del tono immunologico dei linfociti T e applicazioni future.
LOMBARDI, ELISA
2022/2023
Abstract
Background: L’adenocarcinoma duttale del pancreas (PDAC) è una neoplasia aggressiva con un tasso di sopravvivenza tra i più bassi per i tumori solidi. L’età di incidenza si sta drasticamente abbassando, inoltre entro il 2030 si stima rappresenterà la seconda causa di morte per neoplasia. La manifestazione clinica tardiva, l’aggressività biologica, la precoce capacità di metastatizzazione e la scarsa risposta a chirurgia e chemio/radioterapia giustificano la prognosi sfavorevole e la necessità di identificare nuove strategie terapeutiche. Anche l’immunoterapia, finora, non ha dato risultati soddisfacenti nel PDAC. Una migliore comprensione del microambiente tumorale immunosoppressivo e l’identificazione di antigeni associati a tumore (TAA) utilizzabili come bersagli immunologici potrebbero migliorare le prospettive future per i pazienti. Obiettivo: Considerando gli effetti immunomodulanti della chemioterapia in ambito clinico, l’obiettivo della tesi è stato quello di studiare se il regime di combinazione Gemcitabina + Nab-Paclitaxel fosse in grado di aumentare l’espressione di antigeni associati al PDAC come ENO1, UGDH, FUBP1, GAPDH e PKM2, cruciali nel metabolismo glicolitico e nella sopravvivenza cellulare, e potenziare la risposta antitumorale dei linfociti T attraverso lo studio delle citochine IFNg e IL-10. Materiali e Metodi: Nello studio sono stati inclusi 15 pazienti affetti da PDAC trattati con chemioterapia Gemcitabina + Nab-Paclitaxel. Da campioni di sangue intero prelevati alla diagnosi (I tempo) e dopo il trattamento chemioterapico (II tempo), è stato separato il siero e isolati i PBMC. Tramite il siero è stato valutato il titolo anticorpale contro i TAA identificati tramite analisi sierologica del proteoma (SerPA). I PBMC sono stati utilizzati per condurre un’analisi di proliferazione stimolandoli con gli antigeni, misurando le potenziali differenze tra prima e dopo la chemioterapia. A completamento, lo studio delle citochine IFNg e IL-10 secrete dai linfociti T isolati dai pazienti è stato condotto tramite test ELISA. Risultati: ENO1 si è dimostrato l’unico antigene, tra quelli analizzati, in grado di indurre una proliferazione dei PBMC statisticamente significativa dopo la chemioterapia, con uno stimulation index (SI)>= 2. Le proliferazioni indotte da UGDH, FUBP1, GAPDH e PKM2 dopo il trattamento non sono risultate statisticamente significative, con la necessità di ulteriori approfondimenti per stabilirne ruolo e potenzialità. Lo studio delle citochine ha mostrato che dopo chemioterapia i linfociti T stimolati con ENO1 e PKM2 secernono livelli aumentati di IFNg, promuovendo una risposta effettrice antitumorale; quelli stimolati con FUBP1 producono invece aumentati livelli di IL-10, suggerendo una risposta soppressoria. Infine, la chemioterapia non sembra indurre variazione nella secrezione di citochine da parte dei linfociti stimolati con UGDH e GAPDH. Conclusioni: I nostri risultati hanno evidenziato come ENO1 si confermi un TAA potenziato dalla chemioterapia in maniera comune a vari schemi terapeutici. Il ruolo centrale che ricopre nel metabolismo delle cellule neoplastiche e nella segnalazione recettoriale di membrana conferma la sua validità come target per diverse strategie immunoterapeutiche, tra le quali i vaccini antitumorali e la terapia CAR-T. L’analisi delle citochine evidenzia delle tendenze di comportamento degli antigeni associati a PDAC che forniscono informazioni preliminari sul loro ruolo nella risposta immunologica antitumorale. Pertanto, il nostro studio rappresenta un ausilio alla comprensione di nuovi meccanismi di influenza tra risposta immunologica, risposta ai farmaci e metabolismo cellulare.| File | Dimensione | Formato | |
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