Il Recettore CXCR2 Blocca la Radiosensibilizzazione nel Cancro della Testa e del Collo Difficile da Trattare

L'HNSCC HPV-negativo localmente avanzato viene trattato con dosi cumulative di radiazioni comprese tra 60 e 80 Gy, eppure la recidiva locale si verifica in una quota rilevante di pazienti entro tre anni. Un meccanismo biologico centrale alla base di questa resistenza è la senescenza indotta dalla terapia: le radiazioni generano danni persistenti al DNA che bloccano le cellule in uno stato di arresto della crescita ma metabolicamente attivo, inducendo la secrezione di una miscela complessa di citochine, chemochine e fattori di crescita (il SASP) che può favorire la sopravvivenza e la rigenerazione tumorale. Lavori precedenti di questo gruppo hanno dimostrato che i livelli di senescenza e di SASP correlano con la radioresistenza nell'HNSCC e che l'asse chemochinico CXCR2 guidato da NF-κB ha significato prognostico.

Per sfruttare la dipendenza delle cellule senescenti dalle proteine anti-apoptotiche della famiglia Bcl-2, i ricercatori hanno combinato il BH3-mimetico ABT-263 (navitoclax) con l'irradiazione a fotoni nelle linee cellulari HPV-negative Cal33 e UPCI:SCC040, entrambe note per essere altamente radioresistenti e prone alla senescenza. La citotossicità del farmaco è stata inizialmente titolata (1 µM per Cal33, 5 µM per UPCI:SCC040), dopodiché i trattamenti combinati sono stati valutati tramite: vitalità cellulare (alamarBlue), apoptosi (citometria a flusso Annexin V/PI), senescenza (SA-β-gal/C12FDG), sopravvivenza clonogenica (adattamento lineare-quadratico), proteine SASP secrete (ELISA per IL-1α, IL-1β, IL-8, CXCL1), espressione recettoriale (qRT-PCR e Western blot) e foci residui di rotture del DNA a doppio filamento (co-localizzazione γH2AX/53BP1 a 24 h).

Nelle cellule Cal33, ABT-263 in combinazione con le radiazioni ha aumentato l'apoptosi (tramite attivazione di Bax e inibizione di Bcl-xL), ridotto la senescenza indotta dall'irradiazione e diminuito significativamente la sopravvivenza clonogenica in modo sinergico. Nelle cellule UPCI:SCC040, la combinazione ha nuovamente ridotto la vitalità, ma la sopravvivenza clonogenica non è risultata significativamente alterata. La differenza meccanicistica è stata ricondotta a CXCR2: le cellule Cal33 hanno mostrato una marcata riduzione dell'espressione di CXCR2 in seguito al trattamento con ABT-263 più radiazioni, mentre le cellule UPCI:SCC040 hanno paradossalmente aumentato l'espressione di CXCR2. Quando CXCR2 è stato silenziato transitoriamente con siRNA nelle cellule UPCI:SCC040 prima del trattamento combinato, la radiosensibilizzazione è stata ripristinata. È importante notare che i foci di co-localizzazione γH2AX/53BP1 a 24 h dall'irradiazione non sono risultati significativamente aumentati da nessuna combinazione, indicando che l'effetto sensibilizzante opera attraverso vie di segnalazione per la sopravvivenza cellulare piuttosto che attraverso un aumento del danno al DNA o un'alterata riparazione del DNA.

Questi risultati propongono un modello in cui ABT-263 elimina le cellule senescenti produttrici di SASP e amplifica l'apoptosi, ma il suo beneficio radiosensibilizzante può essere neutralizzato dalla segnalazione chemochinica pro-sopravvivenza mediata da CXCR2. CXCR2 e i suoi ligandi (tra cui IL-8/CXCL8 e CXCL1) sono bersagli consolidati di NF-κB la cui attività paracrina e autocrina sostiene la sopravvivenza e la proliferazione cellulare. Le cellule UPCI:SCC040 sembrano attuare una sovraregolazione compensatoria di CXCR2 che aggira la pressione apoptotica esercitata da ABT-263, preservando così la capacità clonogenica nonostante la riduzione complessiva della vitalità.

Dal punto di vista clinico, questi risultati suggeriscono che la profilazione dell'espressione di CXCR2 potrebbe fungere da biomarcatore predittivo dell'efficacia della radiosensibilizzazione da ABT-263 nell'HNSCC HPV-negativo. I pazienti i cui tumori non riducono l'espressione di CXCR2 in risposta al trattamento potrebbero richiedere la co-somministrazione di un antagonista di CXCR2 per ottenere una radiosensibilizzazione significativa. Lo studio rafforza inoltre il concetto più ampio secondo cui colpire la senescenza — sia eliminando le cellule senescenti (senolitici) sia sopprimendo il SASP (senomorfici) — rappresenta una strategia terapeutica razionale per migliorare il controllo tumorale duraturo in questo sottogruppo di pazienti oncologici di difficile trattamento.