(Cancro del pancreas-Immagine:immagini rappresentative dell’intensità della fluorescenza NAD(P)H di cellule tumorali del pancreas coltivate come organoidi 3D (mostrati in magenta) e cellule non cancerose PSC (mostrate in ciano) da co-culture ottenute nei giorni da 1 a 4 (in alto). Viene mostrato anche il corrispondente rapporto redox ottico delle stesse immagini (in basso). Credito: Morgridge Institute for Research).
Il cancro al pancreas è un tumore raro, ma sfuggente e mortale, con un tasso di sopravvivenza a cinque anni di circa il 10%. Se il cancro ha metastatizzato, il tasso scende al 3%. E le opzioni di trattamento sono estremamente limitate.
“È uno dei tumori più spaventosi perché una volta scoperto che una persona ha un cancro al pancreas, spesso è troppo tardi perché non ci sono sintomi”, afferma Rupsa Datta, assistente scienziato dello Skala Lab. “Il tasso di sopravvivenza è così basso perché a quel punto non puoi davvero fare nulla”.
Il laboratorio Skala utilizza l’imaging ottico avanzato per studiare l’attività metabolica che porta alla crescita del tumore, nella speranza che una migliore comprensione del microambiente tumorale possa portare a nuove terapie e trattamenti.
Nella ricerca pubblicata oggi sulla rivista Science Advances, Datta e colleghi descrivono come le cellule tumorali possono dirottare l’ attività metabolica di alcune cellule non cancerose nel pancreas per alimentare la crescita del tumore.
Quando le cellule tumorali iniziano a proliferare, una parte integrante del microambiente tumorale è la matrice extracellulare (ECM), una rete di molecole che aiutano a fornire la struttura alle cellule che compongono un organo come il pancreas.
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Le cellule non cancerose esistono anche nell’ECM, come le cellule immunitarie, i fibroblasti e le cellule di supporto specifiche dell’organo come le cellule stellate del pancreas (PSC). “Sono le interazioni tra le cellule tumorali e queste PSC che sono fondamentali per la proliferazione e la sopravvivenza del cancro”, afferma Datta.
“Le cellule tumorali possono reclutare quelle cellule non cancerose che cominciano a lavorare per loro”, dice. “È come se fossero sotto l’incantesimo della cellula cancerosa. Porteranno loro sostanze nutritive e altre cose in modo che la cellula cancerosa possa sopravvivere”.
I ricercatori hanno combinato cellule tumorali del pancreas e PSC in un modello organoide, un ambiente di coltura cellulare 3D all’interno di una struttura a matrice gelatinosa che imita più da vicino la biologia di un organo vivo o di un tumore.
L’imaging metabolico ottico consente ai ricercatori di visualizzare e misurare le interazioni metaboliche tra le cellule in tempo reale. La tecnica non è invasiva e priva di etichette, il che significa che utilizza l’autofluorescenza innata delle cellule come lettura invece di aggiungere altri reagenti che danneggerebbero le cellule.
I cambiamenti nel metabolismo sono misurati dallo stato di riduzione-ossidazione delle cellule, o stato redox, che fluttua quando gli elettroni vengono trasferiti tra le molecole all’interno di una cellula per aiutarle a crescere e dividersi.
“Abbiamo scoperto che quando sono presenti queste cellule non cancerose, lo stato redox delle cellule tumorali diventa più ossidato e si sposta verso la proliferazione”, afferma Datta.
Questo trasferimento tra le cellule suggerisce che le cellule tumorali potrebbero superare la loro limitazione redox della proliferazione cellulare interagendo direttamente con le PSC e sfruttando il processo metabolico per supportare la crescita del cancro.
Non è ancora noto come l’interazione fisica tra queste cellule porti a cambiamenti dello stato redox. Ma Datta spera che un’ulteriore comprensione di queste interazioni porti alla fine a terapie mirate che impediscano la proliferazione delle cellule tumorali e lo sviluppo del tumore.
Per questo studio, lo Skala Lab ha collaborato a stretto contatto con il biologo oncologico Matt Vander Heiden e il suo laboratorio presso il Koch Institute for Integrative Cancer Research presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT), con il finanziamento dell’organizzazione no-profit Stand Up to Cancer (SU2C).
Datta afferma che mentre lo Skala Lab ha sviluppato le tecniche di imaging avanzate per ottenere queste misurazioni metaboliche, il Vander Heiden Lab è stato fondamentale per impostare il modello organoide e inserire i dati nella prospettiva biologica e nella rilevanza nel campo del cancro.
“Spero che questo documento dimostri la potenza della nostra tecnica. Tuttavia, se più laboratori oncologici lo adottassero, avrebbero comunque bisogno di collaborare con laboratori come il nostro con esperienza nell’imaging”, aggiunge.
Fonte:Science
