Le attività di ricerca del Laboratorio di Ricerca Oncologica sono volte ad una maggiore conoscenza della biologia dei tumori muscoloscheletrici per ottenere informazioni utili ad ottimizzare i trattamenti clinici in pazienti affetti da tumori ossei o delle parti molli.
In particolare, il laboratorio articola la sua attività secondo diverse aree tematiche e tecniche che possono essere così sintetizzate:
1. Profilazione genetica dei tumori ossei come attività propedeutica al disegno di terapie personalizzate. Le analisi genetiche possono riguardare sia modelli sperimentali che campioni tissutali che prelievi ematici, nell’ottica di identificare biomarcatori che possano favorire il monitoraggio della malattia prevedendo la sua possibile progressione in anticipo rispetto ai convenzionali metodi diagnostici. Grazie all’applicazione delle tecniche di next-generation sequencing, quantitave e digital PCR, oltre che alle più convenzionali PCR quantitative è possibile operare analisi ad ampio spettro per la rilevazione sia di mutazioni che possono essere associate all’utilizzo di farmaci specifici, sia di alterazioni a carico dell’espressione dei geni, sia di alterazioni nei processi di regolazione epigenetica dell’espressione genica. Particolare attenzione è riservata all’analisi delle alterazioni genetiche a carico della singola cellula, sia per quanto attiene alle cellule tumorali circolanti sia per analisi contesto-cellulare specifiche in campioni di archivio, grazie all’applicazione di tecnologia di ultima generazione. Questa attività è a forte impatto traslazionale e pertanto esiste una stretta collaborazione con i reparti all'interno del Rizzoli, tra cui la Clinica Ortopedica e Traumatologica III, la Struttura di OsteoOncologia, la Struttura di Anatomia Patologica.
2. Sviluppo di nuovi modelli preclinici per i sarcomi ossei in grado di validare gli studi genetici e di permettere studi funzionali in grado di approfondire i meccanismi d’azione dei geni di interesse. Il laboratorio ha operato attivamente negli ultimi anni per l’ottenimento di modelli sperimentali derivanti da patient-derived xenografts, in collaborazione con l’Università di Bologna. Questi modelli riflettono le caratteristiche genetiche e biologiche del tumore di origine e permettono quindi studi funzionali e farmacologici a maggior valore rispetto ai modelli tradizionali. Rientra in questa attività anche lo sviluppo di modelli 3D, in particolare di modelli in grado di ricreare la struttura del tessuto osseo.
3. Studio dell’interazione fra cellula tumorale e microambiente osseo. E’ noto che le cellule tumorali interagiscono con le cellule normale del microambiente circostante venendone da queste condizionate attraverso stimoli attivatori e/o inibitori il processo tumorale. Esiste quindi un costante cross-talk fra le numerose e diverse cellule che compongono il microambiente tumorale. L’attività del laboratorio si è focalizzata soprattutto sull’interazione fra cellule tumorali e macrofagi sia in condizioni basali che dopo trattamento con farmaci in grado di danneggiare il DNA. Frammenti di DNA possono infatti attivare delle pathways che sia nella cellula tumorale sia nelle cellule circostanti inducono della risposte infiammatorie con funzione spesso duale rispetto alla crescita delle cellule tumorali stesse. Il laboratorio ha inoltre negli ultimi anni lavorato attivamente nell’ambito degli exosomi, piccole microvescicole contenenti acidi nucleici e proteine che vengono rilasciate dalle cellule e sono in grado di modificare le vie di segnalazione nelle cellule riceventi, risultando quindi a tutti gli effetti dei potenti mezzi di comunicazioni fra le diverse popolazioni cellulari. Tale attività ha prodotto il deposito di un brevetto, come potenziale modalità terapeutica nell’ambito del sarcoma di Ewing.
4. Valutazione dei mediatori epigenetici di rilevanza nei sarcomi ossei ed efficacia di farmaci con impatto sulla regolazione epigenetica dell’espressione genica come base per il disegno di terapie differenziative. I sarcomi ossei sono caratterizzati da grande eterogeneità genetica ed i meccanismi epigenetici hanno grande rilevanza nel regolare la malignità di questi tumori. Il campo è molto vasto e comprende numerosi e diversi mediatori. L’attività del laboratorio è in questa fase focalizzata su RNA-binding proteins, miRNAs e su regolatori della fluidità delle membrane e sullo studio del loro impatto nei processi di proliferazione, differenziamento e di metastatizzazione.