Alterazione dei segnali cellulari mediati da TGFβ1 nella cancerogenesi del colon-retto: ruolo promovente dei prodotti di ossidazione lipidica di origine animale.

The progression from benign to malignant neoplasia is determined by the accumulation of sequential changes at the expense of important molecules in the regulation of intestinal homeostasis. Among these, the cytokine TGFb1 is a repressor of tumor progression as it is able to inhibit the proliferation of enterocytes, regulates the mechanisms of oral tolerance by controlling the production and function of regulatory T lymphocytes. The best hypothesis is the attempt of tumor cells to try to mitigate the antiproliferative function of the cytokine by the inactivation of TGFβ1 signal transduction pathways. The risk of developing colorectal cancer is very high in patients with IBD: the damage is caused by the local production of several inflammatory cytokines. In this context, TGFb1 shows a high chemotactic for granulocytes and monocytes / macrophages in the inflammatory site and is involved in induction of fibrosis intestinal obstruction. Lipid oxidation products introduced with the diet play a crucial role in promoting chronic inflammation and possible development of cancer. The increase in the product aldehyde 4-hydroxynonenal (HNE) in the course of oxidative stress, concomitant with a high inflammatory state, is correlated with increased cellular damage. On the contrary low concentrations of HNE are considered biologically active in promoting various antiproliferative cellular signals. In chronic inflammatory diseases has been observed the relationship between the production of TGFb1 and formation of HNE, as well as, in tumor cell lines, was assumed to lower bioavailability of this aldehyde, considered antiproliferative as TGFb1. We monitored the functional alterations of TGF b 1 and its receptor system along all stages of cancer progression starting from tubular adenoma to stage IV tumor. Evaluations in immunohistochemistry showed the alteration of signal-dependent TGF b 1 proportional to the degree of malignancy up to the stage III. In parallel, the aldehyde HNE production decreased in more advanced stages of cancer. We evaluated the serum levels of TGF b 1 and markers of oxidative damage HNE and of inflammation IL-8, molecules correlated to the activity of TGFb1 itself. Serum levels of both TGFb1, both of HNE decreased in the transition towards more advanced stages of malignancy (stage II and stage III), and seemed to normalize in the stage IV, presumably because of the need of tumor cells to change their phenotype from epithelial to mesenchymal, exploiting the transdifferentiation properties of the cytokine TGFb1. In contrast, in mirror image, the IL-8 increased in the early stages of adenocarcinoma, reaching significant concentrations in stages II and III, to decrease in stage IV. Unlike PCR, the IL-8 showed a lower dispersion values, suggesting the IL-8 as an indicator more specific than PCR to correlate the inflammatory status to neoplastic progression. The diagnostic tools currently used in clinical practice could be implemented through the use of new serum markers of inflammation and tissue damage, with the advantage of a relatively simple and inexpensive investigation, specific test for the developmental stages.

La progressione da lesione benigna a neoplasia maligna è determinata dall'accumulo di alterazioni sequenziali a carico di molecole importanti nella regolazione della omeostasi intestinale. Tra queste, la citochina TGFb1 è un repressore della progressione neoplastica in quanto in grado di inibire la proliferazione degli enterociti, regola i meccanismi di tolleranza orale, controllando la produzione e la funzione dei linfociti T regolatori. L'ipotesi più accreditata è il tentativo delle cellule tumorali di cercare di attenuare la funzione antiproliferativa della citochina inattivandone i componenti delle vie di trasduzione di segnale ad essa correlate. Il rischio di sviluppare carcinoma colorettale è molto alto in pazienti affetti da IBD: il danno avviene mediante la produzione in loco di diverse citochine infiammatorie. In questo contesto il TGFb1 mostra un forte potere chemiotattico per i granulociti ed i monociti/macrofagi nel sito infiammatorio ed è coinvolto nella induzione della fibrosi intestinale ostruttiva. Prodotti di ossidazione lipidica introducibili con la dieta rivestono un ruolo cruciale nella promozione dell'infiammazione cronica e nel possibile sviluppo del tumore. L'aumento del prodotto aldeidico 4-idrossinonenale (HNE) in corso di stress ossidativo, concomitante ad un alto stato infiammatorio, è correlato ad aumentato danno cellulare. Al contrario basse concentrazioni di HNE sono considerate biologicamente attive nel promuovere diversi segnali cellulari antiproliferativi. Nelle malattie infiammatorie croniche è stata osservata la relazione tra produzione di TGFb1 e formazione di HNE, così come, in linee cellulari tumorali, è stata ipotizzata una minore biodisponibilità di questa aldeide considerata antiproliferativa come il TGFb1. Abbiamo monitorato le alterazioni funzionali del TGFb1 e del suo sistema recettoriale lungo tutti gli stadi di progressione neoplastica a partire dall'adenoma tubulare. Le valutazioni in immunoistochimica hanno mostrato l'alterazione del segnale dipendente dal TGFb1 proporzionale al grado di malignità fino allo stadio III. Parallelamente, anche la produzione dell'aldeide HNE diminuiva negli stadi tumorali più avanzati. Abbiamo valutato i livelli sierici di TGFb1 e contestualmente dei marcatori di danno ossidativo HNE e di infiammazione IL-8, molecole correlabili all'attività del TGFb1 stesso. I livelli sierici sia di TGFb1, sia di HNE diminuivano nel passaggio verso gli stadi più avanzati di malignità (stadio II e stadio III), mentre sembravano normalizzarsi nello stadio IV, presumibilmente per la necessità delle cellule tumorali di cambiare il proprio fenotipo da epiteliale a mesenchimale, sfruttando le proprietà di citochina transdifferenziante del TGFb1. Al contrario, in modo speculare, l'IL-8 aumentava già nei primi stadi di adenocarcinoma, raggiungendo concentrazioni significative negli stadi II e III, per diminuire nello stadio IV. A differenza della PCR, l'IL-8 mostrava una minore dispersione dei valori, suggerendo l'IL-8 come indicatore più specifico della PCR nel correlare lo stato infiammatorio a quello neoplastico. Gli strumenti di diagnosi attualmente impiegati nella pratica clinica potrebbero essere implementati mediante l'utilizzo di nuovi marcatori sierici di infiammazione e di danno tissutale, con il vantaggio di una indagine relativamente semplice e poco costosa, specifica per gli stadi evolutivi.