Immagine: questa immagine confronta lo sviluppo polmonare normale (in alto) e le metastasi del tumore polmonare (in basso). Credito: Sam Welkers
Le cellule tumorali sono come adolescenti perpetui. Cercano costantemente identità e ruoli diversi, il che è in parte ciò che li rende così difficili da controllare. Secondo una ricerca pubblicata il 10 febbraio su Nature Medicine, un team di scienziati del Memorial Sloan Kettering Cancer Center e Weill Cornell Medicine riporta che questo cambiamento di forma è la chiave della capacità del cancro di diffondersi (metastatizzare) e interagire con le difese immunitarie del corpo.
“Sappiamo da un po’ che le cellule tumorali tendono a diventare più primitive o simili a cellule staminali, man mano che crescono“, afferma Ashley Laughney, biologa e primo autore dello studio, che ha condotto il lavoro come post-dottorato presso lo Sloan Kettering Institute ed è ora Professore associato di fisiologia e biofisica presso la Weill Cornell Medicine. “Ciò che siamo stati in grado di fare in questo studio è identificare i tipi specifici di cellule che formano i tumori primari e confrontarli con quelli che compongono metastasi a distanza“.
Concentrandosi sul carcinoma polmonare, il team ha scoperto che i tipi di cellule nei tumori primari e nelle metastasi assumono abilità delle cellule che rigenerano il tessuto danneggiato. Le cellule del cancro che si sono diffuse sono persino più primitive di quelle in un tumore primario. “I risultati dello studio portano a una comprensione più profonda delle metastasi del cancro”, afferma Joan Massagué, Direttore dello Sloan Kettering Institute e autore congiunto del documento. “Questi risultati focalizzano la nostra attenzione sul ruolo chiave dei tipi di cellule rigenerative nel ricreare i tumori in nuove posizioni”, afferma. “Sempre più, stiamo comprendendo che le cellule tumorali cooptano i normali percorsi di sviluppo e di guarigione delle ferite per perseguire i propri fini. È una strategia subdola, ma che apre strade ad un potenziale trattamento”, spiega.
Lo studio è il risultato di uno sforzo collaborativo e ha beneficiato dell’esperienza di Dana Pe’er, Presidente della SKI Computational and Systems Biology Program, l’altra autrice corrispondente dell’articolo e dello scienziato medico MSK Charles Rudin.
Nel gennaio 2020, il laboratorio di Massagué ha dimostrato che i marcatori della guarigione delle ferite possono essere utilizzati per seguire le cellule tumorali mentre si staccano da un tumore primario e si diffondono in un’altra posizione. Il laboratorio ha anche scoperto che le cellule tumorali isolate sono in grado di non essere rilevate nel corpo assumendo alcune proprietà delle cellule staminali.
In questo nuovo studio, il team ha utilizzato campioni di tessuto umano e modelli di topo per caratterizzare le identità e il comportamento delle cellule tumorali in ogni fase del viaggio, dal tumore primario alla rottura delle singole cellule tumorali fino a metastasi in piena regola. I ricercatori hanno scoperto una serie di tipi di cellule lungo questo percorso che rispecchiavano le cellule coinvolte nello sviluppo polmonare. Gli scienziati hanno identificato questi tipi di cellule combinando due tecniche. Il primo si chiama sequenziamento dell’RNA a singola cellula (scRNA-seq). Permette ai ricercatori di misurare contemporaneamente quali geni sono attivati in migliaia di singole cellule. Il team ha eseguito scRNA-seq su oltre 40.000 singole cellule da 17 campioni ottenuti da persone con carcinoma polmonare in trattamento presso MSK. Ha quindi utilizzato metodi computazionali avanzati per interpretare questa mole di dati.
La Dr.ssa Pe’er ha portato la competenza computazionale del suo team alla sfida. Il risultato è stato una mappa dell’intera gamma di tipi di cellule presenti nei tessuti normali, nei tumori polmonari primari e nelle metastasi del cancro polmonare. Da questa analisi è stato chiaro che il modello dei tipi di cellule nei tumori primari era riconoscibilmente diverso da quello dei tipi di cellule nei tumori metastatici.
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