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L’adenocarcinoma duttale pancreatico (PDAC) è il tumore del pancreas più frequente ed è caratterizzato da un’estesa reazione desmoplastica che determina una crescita eccessiva di tessuto fibroso infiltrante l’intera neoplasia. Questo microambiente fibrotico è il prodotto dell’attività di cellule stromali anche note come tumor-associated fibroblasts (TAF). Per il PDAC è stato ipotizzato che l’ontogenesi dei TAF sia varia e che queste cellule possano derivare sia da cellule stromali residenti, quali le cellule stellate pancreatiche (PSC), sia da progenitori mesenchimali circolanti provenienti da midollo osseo (BM) e da tessuto adiposo (AD), definiti cellule stromali/staminali mesenchimali (MSC).
In questo studio abbiamo studiato l’effetto prodotto dall’interazione stroma-tumore, allo scopo di migliorare la comprensione della progressione tumorale e sviluppare nuovi approcci terapeutici. Inizialmente abbiamo indagato l’effetto esercitato in vitro dalle AD-MSC e dalle cellule stromali di adenocarcinoma duttale pancreatico (P-SC), quali putative sorgenti dei TAF, sulla proliferazione di due diverse linee cellulari di tumore del pancreas (PTC).
Per valutare l’effetto sulla crescita del tumore di fattori fisiologicamente secreti dalle cellule stromali, abbiamo utilizzato il terreno condizionato raccolto dalle AD-MSC e dalle P-SC per crescere entrambe le linee di PTC. Quindi, per investigare in modo più approfondito il crosstalk tra cellule tumorali e controparte stromale abbiamo allestito saggi di co-coltura diretta. I risultati ottenuti hanno dimostrato che le citochine e i fattori di crescita normalmente secreti da AD-MSC e P-SC non influenzano significativamente la proliferazione delle PTC. Al contrario, i test di co-coltura hanno rivelato che il risultato dell’effetto sviluppato dal contatto diretto cellula-cellula tra le PTC e le cellule stromali dipendeva in modo determinante dal tipo tumorale studiato. Le cellule stromali esplicavano un effetto supportivo sulla proliferazione delle BxPC3 ma riducevano significativamente la crescita delle MIA PaCa-2.
Questi studi preliminari hanno messo in luce la capacità della componente stromale di interagire fortemente con le cellule tumorali, tuttavia le molecole normalmente secrete da tali cellule non impattano in modo determinante sulla proliferazione della componente tumorale, e per questo evento è fondamentale un’interazione diretta cellula-cellula.
Recentemente le MSC hanno acquisito importanza nel campo della terapia genica antitumorale per la loro capacità di migrare ed attecchire nella neoplasia. I nostri studi, evidenziando la forte interazione tra AD-MSC e PTC e sulla base della ben nota capacità delle AD-MSC di fare homing nel tumore, hanno suggerito il loro possibile impiego come vettori per veicolare molecole ad attività anti-tumorale. Pertanto, in questo studio abbiamo testato l’attività di cellule MSC geneticamente modificate per la proteina antitumorale TRAIL al fine di creare le premesse per un innovativo approccio per il trattamento del tumore del pancreas. Le cellule tumorali BxPC3 e MIA PaCa-2 sono state selezionate sulla base dell’espressione dei recettori di TRAIL, quale fattore predittivo per la loro sensibilità a questa molecola pro-apoptotica.
Sono stati quindi allestiti esperimenti di co-coltura per verificare l’efficacia del nostro approccio di terapia cellulare basato su AD-MSC esprimenti TRAIL. Le AD-MSC TRAIL hanno prodotto un potente effetto citotossico su entrambe le linee tumorali, in particolare sulle BxPC3, dimostrando che l’effetto citotossico mediato dalle AD-MSC TRAIL è in grado non solo di controbilanciare la capacità supportiva delle AD-MSC sulle BxPC3, ma anche di indurre un potente effetto anti-tumorale.
In conclusione, dai nostri dati si evince che l’approccio di terapia cellulare con AD-MSC TRAIL potrebbe aprire nuove opportunità terapeutiche per tumori ancora orfani di trattamenti efficaci.

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is the most common type of pancreatic malignancy and it is characterized by a prominent desmoplastic reaction, a process in which fibrous tissue increases so much to infiltrate and envelop neoplasm. This fibrotic tumor microenvironment is mainly generated by activated stromal cells, which are also known as tumor-associated fibroblasts (TAF). Even though the real source of TAF is still debated, recently different origins have been postulated. Specifically regarding PDAC, it has been hypothesized that the origin of TAF could be multiple and these supportive cells may derive from different sources such as resident stromal cells including activated pancreatic stellate cells (PSC) or mesenchymal circulating progenitor cells, namely mesenchymal stromal/stem cells (MSC), deriving either from bone marrow (BM) and adipose tissue (AD). In the present study we attempted to better clarify the effect of tumor-stroma interplay, which represents a fundamental topic in comprehension of tumor progression and development of novel therapeutic approaches. Therefore, we investigated the in vitro impact displayed by AD-MSC and pancreatic ductal adenocarcinoma stromal cells (P-SC), as putative TAF sources, against two different pancreatic tumor cell lines (PTC). First we cultured both PTC lines with conditioned media collected from AD-MSC or P-SC evaluating the effect of soluble factors physiologically released by stromal cells on tumor cells. Subsequently, to more deeply investigate the direct crosstalk between tumor cells and the stromal counterpart, we developed co-culture assays. Our results demonstrated that cytokines and growth factors normally secreted by both AD-MSC and P-SC do not essentially affect the proliferation rate of pancreatic tumor cell lines tested. On the contrary, co-culture assays revealed that the effect displayed by a cell-to-cell contact between stromal cells and PTC was closely dependent on the tumor cell line considered. In particular, stromal cells supported BxPC3 proliferation but significantly reduced MIA PaCa-2 growth. Collectively these preliminary data suggested a relevant impact of stromal component on pancreatic tumor cells, however soluble factors physiologically secreted by both AD-MSC and P-SC are not sufficient to significantly impair tumor cell proliferation and a direct crosstalk between tumor and stromal cells is required. Recently, MSC have gained great interest in cancer gene therapy thanks to their capability to migrate and engraft into tumor burden. Our findings, demonstrating the strong interaction between AD-MSC and PTC along with the well known ability of AD-MSC to home into pancreatic tumor, indicated their role as suitable vectors for biological anti-cancer agents. Thus, in this study we have additionally tested genetically modified AD-MSC expressing the anticancer molecule TNF-related apoptosis inducing ligand (TRAIL) as a background for antitumor approach against pancreatic tumors. BxPC3 and MIA PaCa-2 cell lines were selected according to their high expression of TRAIL receptors DR4 and DR5, as predictive markers for TRAIL sensitivity. Subsequently, a dose response assay was assessed to verify the sensitivity to TRAIL of both tumor cell lines. Finally, co-culture experiments were performed to test the effectiveness of our cell therapy approach based on AD-MSC TRAIL against pancreatic cancer. Our results demonstrated that AD-MSC TRAIL exert a robust cytotoxic effect on both pancreatic tumor cell lines, particularly on BxPC3. Therefore, the anti-cancer effect exerted by AD-MSC TRAIL has been able not only to counterbalance the tumor-supportive capacity of AD-MSC on BxPC3, but also to determine a powerful inhibitory effect. Conclusively, our data indicate that a cell therapy approach with stably genetically modified AD-MSC delivering TRAIL could open novel therapeutic opportunities for still incurable cancer.