Studio dell'efficacia del trattamento sonodinamico con acido 5-aminolevulinico in un modello singenico di tumore mammario

La terapia sonodinamica (SDT) è un trattamento antitumorale, non invasivo, basato sull'utilizzo di ultrasuoni a bassa frequenza, di un agente sonosensibilizzante e di ossigeno molecolare. La SDT favorisce la produzione di radicali liberi che portano a morte le cellule con una rapida divisione cellulare, come le cellule tumorali. Il sonosensibilizzante ha il compito di donare energia all'ossigeno per la produzione di radicali. Si ipotizza che le specie radicaliche dell'ossigeno si creino tramite due processi: la cavitazione e la sonoluminescenza. In questo elaborato è stata valutata l'attività antitumorale della terapia sonodinamica impiegando il sonosensibilizzante acido 5-aminolevulinico (Ala) con ultrasuoni in un modello singenico di tumore mammario indotto da cellule MAT BIII. L'Ala è un sonosensibilizzante di nuova generazione ed è il precursore metabolico del sonosensibilizzante endogeno chiamato protoporfirina IX (PpIX). Rispetto ad altri sonosensibilizzanti di derivazione porfirinica, Ala possiede un metabolismo più rapido, una bassa tossicità, un'alta sicurezza ed è già utilizzato nella pratica clinica di altre patologie ma non nella cura delle neoplasie. Il modello singenico di tumore mammario è stato indotto da cellule MAT BIII. Le cellule MAT BIII sono adenocarcinomi mammari molto aggressivi che sviluppano alti livelli di mitosi, elevati processi apoptotici e necrotici. Il modello singenico di ratto è stato trattato con l'Ala e successivamente è stato esposto ad ultrasuoni a bassa intensità. Dopo il trattamento sonodinamico è stata quindi valutata la crescita tumorale tramite l'utilizzo del calibro, il tipo di morte cellulare (apoptosi), la presenza di autofagia, la presenza di ROS e la proliferazione cellulare con le tecniche del western blot, dell'immunoistochimica e della Real-Time RT-PCR. Dalle analisi effettuate è stato osservato che nel gruppo sperimentale trattato con la terapia sonodinamica è presente un'inibizione statisticamente significativa della crescita tumorale. Successivamente sono stati indagati i meccanismi molecolari che stimolano l'inibizione dello sviluppo neoplastico. Dalle valutazioni sperimentali effettuate sull'analisi dell'espressione proteica (PARP-1, VEGF, LC3A/B) e genica (P53, HIF-1, APAF-1, CASPASI 3, NFE2L2, NQO1) si è giunti alla conclusione che questa inibizione è dovuta principalmente ad una netta diminuzione della proliferazione cellulare dovuta ad un arresto massivo del ciclo cellulare e da processi apoptotici. Il blocco della proliferazione cellulare è stato osservato tramite l'upregolazione, statisticamente significativa, del gene P53 e dalla downregolazione, statisticamente significativa, della proteina Ki-67 (importante marker tumorale). La presenza di apoptosi, invece, è stata valutata tramite l'espressione proteica di PARP-1 clivato e quella genica di CASPASI 3, APAF-1 e P53. Le analisi mostrano una tendenza positiva nell'espressione di PARP-1 clivato nel gruppo sperimentale trattato con SDT rispetto al gruppo di controllo. Inoltre è stato osservato un aumento di espressione, statisticamente significativo, del gene della caspasi 3 nel gruppo trattato con SDT rispetto al gruppo di controllo. Collegata alla presenza di apoptosi abbiamo valutato infine l'esistenza del processo di autofagia tramite la valutazione dell'espressione proteica di LC3 A/B. Dall'analisi dei risultati è stata osservata un'espressione statisticamente significativa di LC3 A/B quindi una presenza di autofagia.