Cancro al Pancreas: Ho Scovato un Nuovo Tallone d’Achille Metabolico, si Chiama PIKfyve!

Parliamoci chiaro: il cancro al pancreas, o adenocarcinoma duttale pancreatico (PDAC) per gli amici scienziati, è una delle bestie più nere dell’oncologia. Con tassi di sopravvivenza a 5 anni che fanno rabbrividire (appena il 13%), la ricerca di nuove strategie terapeutiche è una corsa contro il tempo. Ma sapete una cosa? A volte, le risposte si nascondono dove meno te lo aspetti, magari proprio nel modo in cui queste cellule tumorali… mangiano!

Sì, avete capito bene. Il PDAC vive in un ambiente difficile, povero di nutrienti. Per sopravvivere, è diventato un maestro del “riciclo” e dello “scavenging”, sfruttando processi cellulari come l’autofagia (una sorta di pulizia e riciclo interno della cellula) e altre funzioni legate ai lisosomi, i nostri “centri di smaltimento” cellulari. Immaginate queste cellule come dei sopravvissuti estremi, capaci di adattarsi e trovare cibo anche nelle condizioni più ostili.

Il Nemico Insidioso: Un Cancro Affamato e Adattabile

Il microambiente tumorale del PDAC è un vero campo minato: pieno di tessuto cicatriziale (stroma), con pochi vasi sanguigni e una pressione interna elevata. Questo significa scarsità di ossigeno e nutrienti “classici”. Ma le cellule del PDAC non si arrendono. Hanno sviluppato meccanismi sofisticati per:

• Attivare potentemente l’autofagia per riciclare componenti interni e generare energia e mattoni per costruire nuove molecole.
• Esprimere trasportatori speciali per catturare nutrienti non convenzionali dall’esterno.
• “Inghiottire” materiale esterno in massa.
• Comunicare con altre cellule nel tumore per farsi aiutare.

I lisosomi sono al centro di molte di queste strategie. Non solo gestiscono il riciclo, ma regolano anche l’omeostasi del ferro, aiutano a sfuggire al sistema immunitario e permettono alle cellule di adattarsi persino quando proviamo a bloccare le vie di segnalazione principali come quella di KRAS/MAPK (un motore chiave della crescita in molti PDAC).

L’idea di colpire questi processi lisosomali non è nuova. Ci sono stati diversi studi clinici, spesso usando l’idrossiclorochina (HCQ), un farmaco che inibisce l’autofagia e i lisosomi. Purtroppo, i risultati finora sono stati limitati, anche perché mancavano bersagli specifici e farmaci più efficaci.

Sotto i Riflettori: PIKfyve, la Chiave del Lisosoma

Ed è qui che entra in gioco il protagonista della nostra storia: PIKfyve. Cos’è? È un enzima, una chinasi lipidica per essere precisi, fondamentale per il corretto funzionamento dei lisosomi e dell’autofagia. Produce due lipidi segnalatori specifici (PtdIns(3,5)P2 e PtdIns5P) che sono come dei semafori per regolare queste vie metaboliche.

La cosa interessante che abbiamo scoperto è che PIKfyve è sovraespresso nelle cellule del cancro al pancreas rispetto al tessuto sano circostante. Questo suggerisce che il PDAC potrebbe dipendere maggiormente da PIKfyve per la sua sopravvivenza in quell’ambiente ostile. È come se avesse potenziato il suo sistema di riciclo e avesse un bisogno vitale del “direttore dei lavori”, PIKfyve.

Per verificare questa ipotesi, abbiamo fatto degli esperimenti su modelli murini geneticamente modificati per sviluppare il PDAC. Cosa è successo quando abbiamo “spento” il gene Pikfyve specificamente nel pancreas di questi topi? Beh, lo sviluppo del cancro è stato notevolmente rallentato e la sopravvivenza degli animali è aumentata in modo significativo! E la cosa fantastica è che la perdita di Pikfyve non sembrava danneggiare il tessuto pancreatico normale. Questo ci ha dato una forte indicazione: PIKfyve è essenziale per il PDAC, ma non per il pancreas sano. Un potenziale bersaglio terapeutico ideale!

Bloccare PIKfyve: Le Prove sul Campo (Farmacologico)

Ok, spegnere un gene è una cosa, ma possiamo bloccare PIKfyve con un farmaco? La risposta è sì! Esistono degli inibitori di PIKfyve, come apilimod e ESK981, che hanno già superato i test di sicurezza di fase 1 nell’uomo per altre indicazioni. Questo è un grande vantaggio, perché significa che potrebbero essere usati in clinica più rapidamente.

Abbiamo testato ESK981 in diversi modelli preclinici di PDAC:

• In topi KPC trattati preventivamente, ESK981 ha ridotto drasticamente lo sviluppo di lesioni precancerose e cancerose.
• In modelli di trapianto ortotopico (tumori umani o murini fatti crescere nel pancreas dei topi), ESK981 ha ridotto significativamente la crescita tumorale e il peso del tumore/pancreas.
• Anche in modelli sottocutanei, ESK981 ha frenato la crescita del tumore, ridotto la proliferazione cellulare (meno cellule che si dividono) e indotto l’apoptosi (morte cellulare programmata).

Importante: questi trattamenti sono stati ben tollerati dagli animali. Quindi, bloccare PIKfyve farmacologicamente sembra efficace e sicuro, almeno nei nostri modelli.

L’Effetto Domino Metabolico: Cosa Succede Quando Blocchi PIKfyve?

Bloccare PIKfyve, come previsto, manda in tilt i lisosomi. Le cellule sviluppano dei grandi vacuoli (bolle) al loro interno, segno di disfunzione lisosomale, e l’autofagia viene inibita. Ma qual è la conseguenza metabolica principale che mette in difficoltà le cellule tumorali?

Inizialmente pensavamo potesse dipendere dall’omeostasi del ferro, dato che l’autofagia è importante per questo. Ma i nostri esperimenti hanno mostrato che non era quella la causa principale della ridotta crescita cellulare. Dovevamo scavare più a fondo.

Abbiamo usato una tecnica potentissima chiamata CRISPR screen focalizzata sul metabolismo. In pratica, abbiamo spento uno per uno centinaia di geni legati al metabolismo in cellule di PDAC trattate con l’inibitore di PIKfyve, per vedere quali geni diventassero improvvisamente essenziali per la sopravvivenza in quella condizione. I risultati sono stati illuminanti! I geni più “indispensabili” quando PIKfyve era bloccato erano quelli coinvolti nella sintesi de novo dei lipidi. Parliamo della produzione da zero di colesterolo, acidi grassi e sfingolipidi.

In pratica, bloccando PIKfyve e quindi la funzione lisosomale (che contribuisce al recupero di lipidi), le cellule tumorali diventano disperatamente dipendenti dalla loro capacità di produrre lipidi da sole. È come se, chiudendo il “supermercato del riciclo” (lisosomi), fossero costrette ad attivare al massimo la “fabbrica interna” (sintesi de novo).

E infatti, analizzando l’espressione genica e il metabolismo delle cellule trattate, abbiamo visto proprio questo: l’inibizione di PIKfyve accende un programma trascrizionale (guidato da proteine chiamate SREBP) che potenzia la produzione di lipidi. Le cellule iniziano a dirottare il glucosio (zucchero) non tanto per produrre energia immediata, ma per costruire nuovi lipidi, in particolare sfingolipidi. Sembra una risposta compensatoria disperata: i lipidi rimangono intrappolati nei lisosomi disfunzionali, e la cellula cerca di rimpiazzarli producendone di nuovi.

L’Alleato Inaspettato: KRAS e la Fabbrica dei Lipidi

A questo punto, ci siamo chiesti: cosa controlla questa “fabbrica interna” di lipidi nel PDAC? Uno dei principali indiziati è la via di segnalazione KRAS-MAPK. Il gene KRAS è mutato e iperattivo nella stragrande maggioranza dei PDAC ed è noto per orchestrare molti aspetti del metabolismo tumorale, inclusa la lipogenesi (produzione di lipidi).

Abbiamo confermato che inibire KRAS (con farmaci specifici come MRTX1133 o AMG510) o la via MAPK a valle (con inibitori MEK come trametinib o selumetinib) effettivamente riduce l’espressione di enzimi chiave per la sintesi de novo di acidi grassi, come FASN e ACC1. Quindi, KRAS è il “capo” che tiene accesa la fabbrica dei lipidi.

Il Colpo Doppio: Una Strategia Letale (Sintesi Letale)

Ed ecco l’idea geniale: e se colpissimo entrambi i fronti contemporaneamente? Se bloccassimo PIKfyve, impedendo alle cellule di recuperare lipidi dai lisosomi, e allo stesso tempo bloccassimo KRAS/MAPK, spegnendo la loro capacità di produrre lipidi da zero?

Questo concetto si chiama letalità sintetica: due colpi che singolarmente possono essere tollerati (o quasi), ma insieme diventano micidiali. Abbiamo privato le cellule tumorali delle loro due principali fonti di lipidi essenziali.

Non solo: c’è un altro livello di conflitto. Come detto prima, quando si inibisce KRAS/MAPK, le cellule PDAC spesso cercano di sopravvivere aumentando l’autofagia. Ma noi stiamo bloccando anche PIKfyve, che inibisce l’autofagia! Quindi le mettiamo in una crisi metabolica su più fronti.

Risultati Promettenti e Futuro: Una Speranza Concreta?

Abbiamo testato questa strategia combinata in laboratorio e nei modelli animali, e i risultati sono stati, devo dire, entusiasmanti.

• In vitro: La combinazione di inibitori di PIKfyve (apilimod o ESK981) e inibitori di KRAS/MAPK (MRTX1133 o trametinib) ha mostrato un effetto sinergico potentissimo, uccidendo le cellule di PDAC a dosi molto più basse rispetto ai singoli farmaci.
• Modello Ortotopico Immunocompetente: In topi con tumori murini PDAC trapiantati nel pancreas, la combinazione di ESK981 e trametinib ha portato all’eliminazione quasi completa del carico tumorale nella maggior parte degli animali, mentre i singoli trattamenti avevano effetti modesti.
• Modello Xenograft da Paziente (pCDX): Usando cellule tumorali derivate direttamente da pazienti umani (UM19), la combinazione di ESK981 e trametinib (o MRTX1133) ha indotto una regressione tumorale sostanziale e duratura, anche in tumori che diventavano resistenti ai singoli farmaci. Alcuni tumori sono diventati quasi non rilevabili.
• Modello Autocotono KPC (il più realistico): In topi geneticamente programmati per sviluppare spontaneamente PDAC (modello KPC), la combinazione di ESK981 e un inibitore MEK (selumetinib) ha aumentato la sopravvivenza mediana di oltre cinque volte rispetto al controllo e ha indotto regressioni tumorali nella maggior parte dei topi. Anche l’aggiunta di ESK981 a un inibitore diretto di KRAS (MRTX1133), già molto efficace da solo in questo modello, ne ha ulteriormente potenziato l’effetto.

Questi risultati sono davvero notevoli e suggeriscono che abbiamo identificato una vulnerabilità metabolica chiave nel PDAC e una strategia terapeutica potente per sfruttarla.

Conclusione: Una Nuova Arma nel Nostro Arsenale?

In sintesi, il nostro viaggio ci ha portato a identificare PIKfyve come un bersaglio cruciale per la dipendenza del PDAC dai processi lisosomali. Abbiamo dimostrato che bloccare PIKfyve crea una nuova vulnerabilità: una dipendenza critica dalla sintesi de novo dei lipidi, controllata da KRAS/MAPK. Colpire simultaneamente queste due vie metaboliche – il recupero lisosomale e la produzione ex novo di lipidi – manda le cellule di PDAC in una crisi metabolica fatale.

Considerando che gli inibitori di PIKfyve come ESK981 sono già in fase avanzata di sviluppo clinico (ESK981 è in uno studio di fase 2 multicentrico!), e che il panorama degli inibitori di KRAS e MAPK è in rapidissima evoluzione, questa strategia combinata non è solo promettente sulla carta: è potenzialmente rapidamente traducibile in nuove terapie per i pazienti affetti da questa terribile malattia.

Certo, la strada dalla ricerca preclinica alla clinica è sempre lunga e complessa, ma aver identificato un meccanismo così specifico e una combinazione così efficace ci dà una speranza concreta. Forse, colpendo il metabolismo lipidico su due fronti, possiamo finalmente iniziare a far breccia nella corazza del cancro al pancreas.

Fonte: Springer