Il recettore α dell'interleuchina-3 nel carcinoma mammario triplo negativo: marcatore prognostico e potenziale bersaglio terapeutico

It has been previously demonstrated that IL-3Rα is expressed on both tumour endothelial and cancer cells in triple negative breast cancer (TNBC). TNBC is an aggressive type of breast cancer lacking targeted therapies. In this study we focused on the validation of the IL-3Rα expression in 421 TNBC specimens and on clinical outcome between IL-3Rα – positive and IL-3Rα – negative tumours. We demonstrated that IL-3Rα is expressed on 69% of the TNBC samples examined. Moreover, we retrospectively investigated and compared the overall survival (OS) in the two groups, demonstrating a higher prevalence of lymph nodal invasion (p=0,026) and a poorer prognosis in the IL-3Rα – positive group (p=0,245). To identify the molecular basis of these clinical and pathological differences we performed in vitro experiments on multiple TNBC cell lines. IL-3 stimulation in vitro was able to induce the expression of proteins and genes involved in the epithelial mesenchymal transition (EMT). When stimulated with IL-3, TNBC cells undergo morphological changes acquiring endothelial like features recalling a process known as vascular mimicry. The aggressive biological features of TNBC stimulated with IL-3 were also investigated in vivo using NSG mice. In vivo, IL-3 was able to boost vascular mimicry and metastasis formation, while enhancing the expression of Programmed Death – Ligand 1 (PD-L1), thereby contributing to an immunosuppressive tumour microenviroment. The expression of IL-3Rα in TNBC was also evaluated by interrogating data derived from The Cancer Genome Atlas (TCGA). IL-3Rα seems to have a higher expression in TNBC compared to luminal breast cancers and, in combination with others genes, is able to finely distinguish TNBC among others breast tumours (Area Under the Curve – AUC = 0.86). These data provide promising evidences to consider IL-3Rα as an auxiliary marker to stratify the heterogeneus group of TNBC and as a potential therapeutic target.

L’espressione del recettore dell’IL-3 (IL-3Rα) è stata dimostrata sia nelle cellule endoteliali tumorali, sia sulle cellule tumorali del carcinoma mammario triplo negativo (TNBC), un sottotipo aggressivo di carcinoma mammario attualmente privo di terapie specifiche. In questo studio ci siamo concentrati sulla validazione immunoistochimica dell’espressione di IL-3Rα su 421 campioni tumorali di TNBC e sullo studio della distribuzione delle principali variabili clinico-patologiche per la valutazione di eventuali differenze tra le neoplasie esprimenti il IL-3Rα e quelle negative per il IL-3Rα. Dopo aver dimostrato che il 69% delle neoplasie esaminate esprime il IL-3Rα, ci siamo occupati della valutazione della overall survival (OS), dimostrando una prognosi peggiore nei TNBC esprimenti IL-3Rα rispetto a quelli IL-3Rα negativi (p=0,245) e una maggiore prevalenza di invasione linfonodale (p=0,026). Allo scopo di individuare gli eventi molecolari orchestrati dall’azione dell’IL-3, potenzialmente responsabili delle differenze cliniche e anatomopatologiche tra i gruppi esaminati, sono stati effettuati esperimenti in vitro su diverse linee cellulari esprimenti IL-3Rα. L’IL-3 si è dimostrata in grado di modulare l’espressione di proteine e geni coinvolti nella transizione epitelio-mesenchimale e di conferire delle proprietà simil-endoteliali alle cellule tumorali, che acquisiscono capacità di formare pseudo-vasi in un processo conosciuto come vascular mimicry. Il conferimento, mediato dall’attivazione di IL-3Rα, di caratteristiche di aggressività è stato studiato anche in un modello in vivo utilizzando topi NGS inoculati con linee cellulari di TNBC umano nel tessuto adiposo mammario. In vivo, la stimolazione con IL-3 se è dimostrata in grado di promuovere il vascular mimicry, la metastatizzazione e l’incremento dell’espressione di Programmed Death-Ligand 1 (PD-L1). Infine, per valutare la significatività dell’espressione genica nel TNBC, è stato condotto uno studio bio-informatico utilizzando i dati ottenuti dal The Cancer Genome Atlas (TCGA). L’espressione di IL-3Rα risultava significativamente più elevata nei TNBC rispetto agli altri sottotipi molecolari. Inoltre, abbiamo dimostrato che, in associazione ad altri geni, è in grado di discriminare con accuratezza l’aggressività dei TNBC all’interno delle altre neoplasie mammarie (Area Under the Curve – AUC = 0.86). Questi dati risultano essere promettenti per considerare l’IL-3Rα come un potenziale ausilio alla stratificazione di questo gruppo eterogeneo di neoplasie, sia come un possibile target terapeutico in neoplasie che attualmente sono orfane di una terapia mirata.