Studio in vitro sull'associazione tra infiammazione, instabilità della barriera intestinale e progressione del carcinoma del colon-retto.

Colorectal carcinogenesis is characterized by the accumulation of sequential changes in key molecules that regulates intestinal homeostasis. A persistent inflammatory state can result in structural and functional damage of the intestinal barrier. Such alterations can be connected not only to an increased risk of colorectal cancer developing, but also its progression to a more malignant phenotype. In the present study, an experimental model of a monolayer of differentiated CaCo-2 cells was set up. The cells were treated with sera from patients with colorectal cancer at different stages of malignancy (stages I-III). Significant associations between tumor stage, cytokine production and NFkB-dependent pro-inflammatory signal activation in cells were evaluated. The resulting alteration of intestinal mucosal homeostasis was evaluated in terms of activation of matrix metalloproteases (MMPs) 2 and 9, and damage to the E-cadherin junction molecule that mediates cell-cell contact. At the same time, the same molecules evaluated at the cellular level were tested in the sera used for the treatment. The analyzes revealed an important link between MMP activation and destruction of the adhesion molecule E-cadherin after cell treatment with stage III sera. Epicatechin was therefore proposed as a substance with anti-inflammatory activity, the pre-treatment with epicatechin in the cellular model used is able to reduce the cellular levels of MMP-2 and MMP-9 and restore the levels of E-cadherin. The results of this thesis confirmed the usefulness of monitoring the inflammatory damage during carcinogenesis by combining the most common parameters in the diagnostic routine such as C reactive protein, with other more specific molecules to identify the damage of the intestinal barrier associated with the stage of malignancy of the colorectal carcinoma. Furthermore, the efficacy of epicatechin has been demonstrated, potentially usable in countering the various cellular events involved in the progression of CRC.

La cancerogenesi colorettale è caratterizzata dall’accumulo di alterazioni sequenziali a carico di molecole importanti nella regolazione della omeostasi intestinale. Uno stato infiammatorio persistente può determinare danno strutturale e funzionale della barriera intestinale. Tali alterazioni possono essere collegate non solo ad un aumentato rischio di sviluppo del carcinoma colorettale, ma anche alla sua progressione verso un fenotipo maggiormente maligno. Nel presente studio è stato allestito un modello sperimentale di un monostrato di cellule CaCo-2 differenziate trattate con sieri di pazienti affetti da carcinoma del colon-retto a diversi gradi di malignità (stadi I-III). Sono state valutate significative associazioni tra stadio tumorale, produzione di citochine e attivazione del segnale cellulare pro-infiammatorio NFkB-dipendente. La conseguente alterazione dell’omeostasi della mucosa intestinale è stata valutata in termini di attivazione delle metalloproteasi di matrice (MMP) 2 e 9, e danno della molecola di giunzione E-caderina che media il contatto cellula-cellula. Parallelamente le stesse molecole valutate a livello cellulare erano testate nei sieri utilizzati per il trattamento. Dalle analisi è emerso una importante legame tra attivazione di MMP e distruzione della molecola di adesione E-caderina dopo trattamento cellulare con sieri a stadio III. L’epicatechina è stata proposta quindi come sostanza ad attività anti-infiammatoria, il pre-trattamento con epicatechina nel modello cellulare utilizzato risulta in grado di ridurre i livelli cellulari di MMP-2 e MMP-9 e ripristinare i livelli di E-caderina. I risultati di questa tesi hanno confermato l’utilità di monitorare il danno infiammatorio in corso di cancerogenesi affiancando ai parametri più comuni nella routine diagnostica come la proteina C reattiva, altre molecole più specifiche per individuare il danno della barriera intestinale associabile allo stadio di malignità del carcinoma colorettale. Inoltre, è stata dimostrata l’efficacia dell’epicatechina, potenzialmente utilizzabile nel contrastare i diversi eventi cellulari coinvolti nella progressione del CRC.