MERIDIAN (Measuring the Effects of Radia5on on Immunity and DIfferen5A5oN) Edoardo Milo> INFN Sezione di Trieste CdS 11/7/2013

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1 MERIDIAN (Measuring the Effects of Radia5on on Immunity and DIfferen5A5oN) Edoardo Milo> INFN Sezione di Trieste CdS 11/7/2013

2 Condizioni necessarie allo sviluppo dei tumori (lista ripresa e modificata da Hanahan e Weinberg) resistenza ai segnali apopto.ci feedback posi.vo ai segnali prolifera.vi soppressione degli inibitori di crescita induzione dell angiogenesi a7vazione dell immortalità replica.va sviluppo di un microambiente ada:o alla crescita tumorale formazione di regioni necro.zzate formazione di stru:ure disorganizzate che si oppongono ai processi di diffusione angiogenesi disorganizzata disorganizzazione del sistema linfa.co e insorgenza di pressione interna (IFP) acidificazione del microambiente

3 100 µm 100 µm 100 µm Representa5ve three- color composite images showing the perivascular distribu5on of doxorubicin (blue) in rela5on to blood vessels (red) and hypoxic regions (green) in 5ssue sec5ons from PC- 3,16C, and EMT6 tumors. Bar,100 µm. (from Primeau et al., Clin Cancer Res 2005;11(24) ) 100 µm

4 Conseguenze della stru]ura del microambiente tumorale resistenza alla chemioterapia associata a rido]a diffusività IFP metabolismo rido]o resistenza alla radioterapia associata a ipossia metabolismo rido]o possibili interazioni nega5ve tra radio- e chemioterapia rido]a permeabilità del microambiente in seguito a radioterapia

5 Radioterapia e microambiente tumorale la radioterapia induce infiammazione (circui5 molecolari del TNF- alpha, NF- kappab, segnali media5 da citochine) la radioterapia produce modificazioni della matrice extracellulare e modifiche conseguen5 della permeabilità ai chemioterapici l efficacia della radioterapia è influenzata dal microambiente (tramite ipossia e acidità) la radioterapia influenza l interazione tra tumore e cellule del sistema immunitario In questo proge:o noi ci proponiamo di u.lizzare una variante di coltura in vitro che ci perme:erà di esplorare diversi aspe7 del microambiente e la sua relazione con l irraggiamento, ed inoltre di inves.gare il differenziamento e l interazione con cellule del sistema immunitario in presenza di radiazione.

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7 In par5colare vogliamo eseguire misure in vitro ed affrontare con metodi fisici, modellis5ci e computazionali i seguen5 aspe> della biologia dei tumori 1. dinamica di differenziazione cellulare, anche in presenza di radiazioni ionizzan5 2. processi infiammatori lega5 alla radiazione 3. interazione con cellule del sistema immunitario, con irraggiamento differenziale 4. effe> dell irraggiamento sui processi di diffusione dei farmaci Prevediamo di u5lizzare dosi di radiazione a livelli terapici e subterapici

8 Esempio: misure resis5ve di permeabilità agli ioni (tra]o da C. Dalla Pellegrina, C. Rizzi, S. Mosconi, G. Zoccatelli, A. Peruffo, R. Chignola. Plant leci5ns as carrier for oral drugs: is wheat germ agglu5nin a suitable candidate? Toxicology and Applied Pharmacology (2005) 207: )

9 A>vità previste A (Verona) B (Bologna, Pavia) C (Trieste) D (Pavia) E (Verona) F (Bologna, Pavia) G (Trieste) H (Pavia) Gannt chart delle a<vità previste. I gruppi di a>vità sono: A. acquisto del materiale di consumo e setup iniziale del sistema di cellule Caco2 presso il lab. del dr. Chignola, Univ. di Verona; B. acquisto materiale di consumo e a>vità iniziali presso i lab. del prof. O]olenghi e del prof. Castellani per la replica del sistema transwell e per lo scambio di materiali tra laboratori; C. modifica della versione a]uale del programma di simulazione per la nuova stru]ura sperimentale, e test iniziali; D. studi iniziali su modelli di infiammazione radioindo> nella stru]ura transwell, connessione con la modellizzazione precedente; E. colture cellulari e misure a regime; F. colture cellulari e misure (anche di circui5 molecolari specifici e ad alto throughput) a regime; G. runs e setup dei parametri del programma di simulazione; H. test sta5s5ci e setup dei modelli di infiammazione radioindo]a.

10 Durata prevista del proge]o: 3 anni La tabella che segue illustra le richieste per il 2014, e noi ci aspe>amo che queste rispecchino abbastanza fedelmente anche le richieste per il 2015 e per il Missioni interne Missioni estere Consumo Inventario Totale Bologna 4 keuro 2 keuro 8 keuro - 14 keuro Pavia 4 keuro 2 keuro 8 keuro - 14 keuro Trieste (+Verona) 4.5 keuro 2 keuro 18 keuro 3.5 keuro 28 keuro Totale 12.5 keuro 6 keuro 34 keuro 3.5 keuro 56 keuro

11 Durata prevista del proge]o: 3 anni La tabella che segue illustra le richieste per il 2014, e noi ci aspe>amo che queste rispecchino abbastanza fedelmente anche le richieste per il 2015 e per il Missioni interne Missioni estere Consumo Inventario Totale Bologna 4 keuro 2 keuro 8 keuro - 14 keuro Pavia 4 keuro 2 keuro 8 keuro - 14 keuro Trieste (+Verona) 4.5 keuro 2 keuro 18 keuro 3.5 keuro 28 keuro Totale 12.5 keuro 6 keuro 34 keuro 3.5 keuro 56 keuro principalmente materiale di consumo per il lab a VR acquisto di un ohmetro per tessu5 epiteliali

12 Sezioni partecipann: Bologna, Pavia, Trieste (comprende Verona) Bologna: Pavia: 1.75 FTE 4.5 FTE PartecipanN a Trieste: Roberto Chignola (ric. Univ. di Verona, 100%) Federico Dogo (do]orando, Univ. di Trieste, 100%) Gianrossano Giannini (prof. ord. Univ. di Trieste, 30%) Edoardo Milo> (prof. ord. Univ. di Trieste, 50%) Sabrina Stella (ass. ric. Univ. di Trieste, 100%) Totale FTE: 3.8 Totale generale: FTE