Caratterizzazione delle cellule staminali di glioblastoma e valutazione dell'espressione di NAMPT

Glioblastoma multiforme (GBM) is the most aggressive primary tumor of the central nervous system, characterized by marked cellular heterogeneity and pronounced therapeutic resistance. Glioma stem cells (GSCs) represent the cellular subpopulation primarily responsible for tumor recurrence and progression, owing to their high plasticity and self-renewal capacity. In this context, the identification of selective metabolic vulnerabilities in GSCs represents a major challenge in preclinical research. Nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT) is the rate-limiting enzyme of the NAD+ salvage pathway, an essential cofactor required for the survival and proliferation of cancer cells. The aim of this thesis was to assess the expression and functional role of NAMPT in GBM, with a specific focus on GSCs and their characterization. Transcriptional, protein, and morphological analyses revealed a significant overexpression of NAMPT in GSCs compared with non-tumoral astrocytes and differentiated glioblastoma cells, with a prominent cytoplasmic localization. A preliminary functional evaluation also demonstrated higher basal levels of NADPH in GSCs, suggesting a correlation between NAMPT expression and the increased metabolic demand of these cells. Pharmacological inhibition of NAMPT using FK866, MV78, and MV87 selectively reduced the viability of GSCs, while exerting minimal effects on differentiated cells and non-tumoral controls, highlighting its potential therapeutic relevance. Finally, differentiation induced by serum (FBS) did not substantially modify NAMPT expression, indicating that FBS exposure alone is insufficient to induce terminal differentiation of GSCs. Overall, the findings of this study identify NAMPT as a promising metabolic vulnerability in GBM and support its inhibition as a selective therapeutic strategy targeting the tumor stem cell population.

Il glioblastoma multiforme (GBM) rappresenta il tumore primario del sistema nervoso centrale più aggressivo, caratterizzato da elevata eterogeneità cellulare e resistenza terapeutica. Le cellule staminali di glioma (GSCs) costituiscono la frazione cellulare maggiormente responsabile della recidiva e della progressione tumorale, grazie alla loro elevata plasticità e capacità di rinnovamento. In questo contesto, l’individuazione di bersagli metabolici selettivi per le GSCs rappresenta una delle principali sfide della ricerca preclinica. Nicotinammide fosforibosiltransferasi (NAMPT) è l’enzima chiave della via di salvataggio del nicotinammide adenina dinucleotide (NAD+), cofattore essenziale per la sopravvivenza e la proliferazione delle cellule neoplastiche. Lo scopo di questa tesi è stato valutare l’espressione e il ruolo funzionale di NAMPT nel GBM, con particolare attenzione alle GSCs e alla loro caratterizzazione. Attraverso analisi trascrizionali, proteiche e morfologiche è stata evidenziata una significativa sovraespressione di NAMPT nelle GSCs rispetto agli astrociti non tumorali e alle cellule differenziate di glioblastoma, con una marcata localizzazione citoplasmatica. Una prima valutazione funzionale ha inoltre indicato livelli basali più elevati di NADPH nelle GSCs, suggerendo una correlazione tra NAMPT e la maggiore domanda metabolica di queste cellule. L’inibizione farmacologica di NAMPT mediante FK866, MV78 e MV87 ha determinato una riduzione selettiva della vitalità delle GSCs, con effetti minimi sulle cellule differenziate e sui controlli non tumorali, delineando una potenziale applicazione terapeutica. Infine, il trattamento differenziante mediante siero (FBS) non ha comportato una significativa modulazione dell’espressione di NAMPT, suggerendo che la sola esposizione al FBS non sia sufficiente a indurre una differenziazione terminale delle GSCs. Nel complesso, i risultati ottenuti confermano NAMPT come promettente vulnerabilità metabolica nel GBM e ne supportano l’inibizione come strategia terapeutica selettiva verso la popolazione staminale tumorale