Effetto di farmaci antitumorali e terreno condizionato di midollo osseo sul comportamento di cellule tumorali prostatiche in vitro.

Il cancro alla prostate (PCa) è il più frequente in ambito genitourinario, e la terza causa specifica di morte, soprattutto a causa delle metastasi ossee. Ad oggi è trattato spesso tramite associazione simultanea di GnRH-analoghi (Leurporelina acetato-LA) e bisfosfonati (Acido zoledronico-ZA, che aumenta la densità della massa ossea e previene i cosiddetti skeletal-related events). Lo scopo del lavoro è studiare, in vitro, su due diverse linee cellulari derivanti da PCa (PC-3 e DU-145), gli effetti dei farmaci singolarmente o in associazione. In paricolar modo, ci siamo concentrati su alcuni aspetti cruciali per l'evoluzione e metastatizzazione di PCa: citotossicità, migrazione ed interazione con le cellule dell'osso. La citotossicità dello ZA è stata confermata su entrambe le linee dopo 48 ore di incubazione (p=0.006 e 0.020 per PC-3 e DU-145 rispettivamente) alla concentrazione di 10 µM, mentre la citotossicità di LA appare solo dopo 72 ore di incubazione alla massima concentrazione. La co-incubazione(ZA+LA) non aumenta la citotossicità di ZA. Dosi sub-citotossiche di ZA e, soprattutto, di LA diminuiscono il tasso di migrazione cellulare sia in 2D (wound healing) che 3D (transwell migration test). Il rapporto pErk/Erk ratio viene aumentato in maniera simile da LA e ZA; il rapporto pAkt/Akt viene diminuito da LA e, sebbene in misura minore, da ZA, in accordo con i rispettivi rapporti di inibizione della migrazione. Le cellule sottoposte a migrazione in terreno condizionato da cellule mesenchimali staminali (MSC) aumentano significativamente la migrazione (PC-3: +291.73%±11.85, p=0.001; DU-145: +76.42%±4.37, p=0.006) e le dimensioni (PC-3: +41.77%; DU-145: +97.95%). L'aggiunta di ZA e LA diminuisce l'effetto attrattivo del terreno condizionato. L'aggiunta del bloccante di CXCR4, AMD3100, diminuisce significativamente l'effetto attrattivo del terreno condizionato, suggerendo la presenza, in esso, di CXCL12/SDF1α e il suo fondamentale ruolo nella migrazione. I nostri risultati suggeriscono che ZA (soprattutto) e LA esercitano un effetto citotossico diretto sulle cellule di PCa. Inoltre inibiscono la migrazione cellulare anche quando sottoposte a stimolo migratorio esercitato dalle MSC: questo potrebbe contribuire a spiegare la loro capacità di limitare le metastasi. Tuttavia, il risultato principale è l'osservazione che le due linee cellulari hanno comportamenti diversi in risposta ai farmaci, e questo è assolutamente in linea con la necessità di terapie personalizzate.

Prostate cancer (PCa) is the most frequent genitourinary cancer and the third specific death cause, mostly because of bone metastasis. Currently, PCa is treated with GnRH-analogues (Leurpolide acetate-LA) and bisphosphonates (Zoledronic acid-ZA, since it increases bone mass density and prevent skeletal-related events) often in association. Thus, the aim of this work has been to study, in vitro, the effects of the single drugs and of their association on two different human cell lines derived from PCa (PC-3 and DU-145). Particularly, we focused on some crucial aspects that drugs might play in tumor evolution and metastatization, such as cytotoxicity, migration and interactions with bone cells. ZA cytotoxicity has been confirmed on both cell lines after 48-hours incubation (p=0.006 and 0.020 for PC-3 and DU-145 respectively) at the 10µM concentration, while LA cytotoxicity appears only after 72-hours contact, at much higher concentrations. Co-incubation(ZA+LA) does not increase ZA cytotoxicity. Both sub-cytotoxic ZA and (even more significantly) LA doses decreased 2D (wound healing) and 3D (transwell migration test) PCa cell migration rate. pErk/Erk (detected by western blot analysis) ratio is similarly increased by LA and ZA; pAkt/Akt ratio is decreased by LA and, even if less strikingly, by ZA, in agreement with the respective inhibition migration ratios. Cells underwent migration test in mesenchymal stem cells (MSC) conditioned medium, which significantly increases the rate of migration (PC-3: +291.73%±11.85, p=0.001; DU-145: +76.42%±4.37, p=0.006) and cell dimensions (PC-3: +41.77%; DU-145: +97.95%). Addition of both ZA and LA quenched the attractive effect of conditioned medium. Addition of the CXCR4-blocker, AMD3100, greatly decreased the attractive effect of conditioned medium, suggesting MSC produce CXCL12/SDF1α which plays an important role in migration. Our results suggest that LA and, mostly, ZA have a direct toxic effect on cancer cells. Furthermore they inhibit cellular migration even under attractive stimuli exerted by MSC, and this might contribute to explain their effect in limiting metastatization. CXCL12 is a good candidate for the attractive effect exerted on prostate cancer cells by MSC. The main result is, however, the observation that the two cell lines considered, have different sensibility to drugs and this is absolutely in line with the needs for a more personalized medicine.