STUDIO PRELIMINARE in vitro DEGLI EFFETTI DEL PRETRATTAMENTO CON L-DOPAMINA SU CELLULE DI GLIOBLASTOMA NELL'AMBITO DI APPLICAZIONI RADIOTERAPICHE

Malignant primary brain tumors, particularly gliomas, are one of the most complex types of cancers. Among these, glioblastoma is the most malignant and widespread brain tumor in adults. Glioblastoma is a highly invasive solid tumor, often located in cerebral hemisphere, especially in the frontal, parietal and temporal lobes. The clinical course of glioblastoma is usually fast, reducing the survival time of one year due to rapid and infiltrating growth, leading an excellent evasion of diagnostic and therapeutic systems. Glioblastoma cells can infiltrate the surrounding tissues through blood vessels or myelin fibers of the white matter. Migration is a complex process that start at first binding chemo-attracting molecules or expressing pro-migratory receptors, and secondarily, cytoskeletal structure re-organizing through the formation of filopodia, lamellopods and podosomes. One of the therapies used in glioblastoma is radiotherapy, although the application depends on several factors such as the size and the location of the target, the general conditions of the patient and the purpose of the treatment. Radiotherapy makes use the physical properties of ionizing radiations to fight cancer cells. In particular, ionizing radiations damage cell DNA, inducing irreparable double-strand breaking. Hadrotherapy is a type of radiotherapy with hadrons, namely atoms in which electrons stripped (six electrons in case of radiotherapy with carbon beams). The advantage of this therapy is that the maximum dose is located only on the tumor, without compromising the surrounding healthy tissues. Recently, it has been described different cellular mechanism of glioblastoma in which L-dopamine could play a role. In this thesis has been studied the pre-loading effect at different concentrations in human T98G glioblastoma cells. In particular, how this treatment could affect in vitro proliferation, invasion and migration in basal condition and after carbon beam irradiation. The results show that this pre-loading induce changing in migration, proliferation and cellular structure in both conditions. These preliminary results are particularly interesting for the L-dopamine pre-loading application during BNCT (boron neutron capture therapy). In fact, previous studies highlighted the possible role of the L-dopamine pre-loading effects in enhancing BPA (boronophenylalanine) uptake, improving BNCT radiotherapy efficacy.

I tumori cerebrali maligni primari, in particolare i gliomi, rappresentano una delle tipologie di neoplasie più complesse da caratterizzare. Tra questi, il glioblastoma, un tipo di tumore solido altamente invasivo, è il tumore cerebrale più maligno e diffuso nell’adulto spesso localizzato negli emisferi cerebrali, in particolare nei lobi frontali, parietali e temporali. Il decorso clinico del glioblastoma solitamente è rapido, riducendo il tempo di sopravvivenza a circa un anno a causa di una crescita rapida e infiltrante che gli permette un’efficiente evasione sia dei sistemi diagnostici che terapeutici. Le cellule del glioblastoma infiltrano il tessuto circostante mediante strutture preesistenti come i vasi sanguigni o le fibre nervose mielinizzate della materia bianca. La migrazione è un processo complesso avviato dal legame con molecole chemo attrattive o dall’espressione di recettori per i fattori pro-migratori e in seguito da modifiche della struttura citoscheletrica come la formazione di filopodi, lamellopodi e podosomi. Una delle terapie ad oggi utilizzate contro il glioblastoma è la radioterapia e le modalità con cui il trattamento radioterapico viene effettuato variano in funzione di diversi fattori tra cui, le dimensioni e la sede del bersaglio, le condizioni generali del paziente, nonché delle finalità del trattamento stesso. La radioterapia sfrutta le proprietà fisiche delle radiazioni ionizzanti per uccidere le cellule tumorali producendo molteplici danni al DNA, alcuni di questi irreparabili, alle cellule tumorali che vengono colpite. L’adroterapia è un tipo di radioterapia in cui vengono utilizzati gli adroni, ovvero atomi a cui vengono strappati gli elettroni (sei nel caso della terapia a ioni carbonio), con il vantaggio di far depositare la dose massima in coincidenza del tumore, mentre i tessuti sani limitrofi ricevono una dose quasi nulla. Recentemente sono stati descritti diversi meccanismi cellulari del glioblastoma in cui L-dopamina sembra avere un’influenza. In questo lavoro di tesi è stato studiato l’effetto del pretrattamento con diverse concentrazioni di L-dopamina in cellule di glioblastoma umano T98G. In particolare è stato indagato come tale trattamento possa influenzare la capacità riproduttiva, di migrazione, di invasione in vitro in condizioni basali e in seguito ad irraggiamento con ioni carbonio. I risultati ottenuti mostrano che tale pretrattamento influisce sulle caratteristiche morfologiche, sulla capacità di migrazione e riproduttiva sia in condizioni basali che in seguito a irraggiamento con ioni carbonio. Tali effetti sono risultati essere indipendenti dalla dose di L-dopamina utilizzata. Questi risultati preliminari sono particolarmente interessanti nell’ambito delle applicazioni del pre-trattamento con L-dopamina nella terapia con BNCT (terapia con assorbimento di neutroni mediante boro). Infatti diversi lavori hanno evidenziato come il pre-trattamento con L-dopamina determini un maggiore up-take di borofenilalanina (BPA) da parte delle cellule tumorali e quindi una maggior efficacia del trattamento radiobiologico BNCT.