Immagine, 5 biomarcatori fluorescenti hanno consentito agli ingegneri biomedici di Vanderbilt di monitorare il processo di cellule tumorali altamente energizzate che portavano i cluster attraverso i tessuti, per poi essere rimpiazzati dai seguaci mentre la loro energia diminuiva. Ogni punto mobile sopra è il nucleo di una cella. Credit: Reinhart-King Laboratory / Vanderbilt University.
Basandosi sulla scoperta relativamente recente che le cellule tumorali metastatiche lasciano i tumori e viaggiano in cluster, non singoli, un team di ingegneri biomedici dell’Università Vanderbilt ha appreso che il processo è aiutato dal comportamento dei seguaci.
La cellula frontale impiega molta più energia per farsi strada attraverso il tessuto per stabilire un nuovo sito tumorale. Quando si stanca, si sposta verso la parte posteriore del cluster e una cellula da dietro, che ha risparmiato energia, inizia a guidare.
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‘La scoperta dà una spinta al campo della metabolomica, la prossima grande strategia nella lotta contro il cancro’, ha detto Cynthia Reinhart-King, Cornelius Vanderbilt Professor of Engineering. ‘Può integrare le immunoterapie che usano le difese naturali del corpo per uccidere le cellule tumorali’.
Finora, i ricercatori si sono impegnati a rallentare la produzione di cellule cancerose, ma l’apprendimento di meccanismi come quello trovato dal team di Reinhart-King può essere applicato alle metastasi.
“Il nostro lavoro è il primo a dire che, oltre alla proliferazione, la migrazione è anche impegnativa per l’uso di energia“, ha affermato. “Questo significa che possiamo anche indirizzare la migrazione attraverso il metabolismo. I nostri esperimenti hanno usato cellule di cancro al seno, ma lo stesso meccanismo è vero per il polmone, il colon-retto, la pelle e altri tumori, quindi la ricerca di base è vitale per imparare come possiamo sconfiggere tutti questi tumori“.
La FDA ha approvato il primo farmaco per il metabolismo del cancro nel 2017.
I risultati del team Vanderbilt appaiono oggi negli Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze in un documento intitolato ‘Energetic regulation of coordinated leader-follower dynamics during collective invasion of breast cancer cells’.
Il team ha lavorato utilizzando cellule di cancro al seno create in tessuto tridimensionale . L’autore principale dell’articolo, Jian Zhang, ha anche sviluppato una modellazione computazionale che ha dimostrato i bisogni energetici della cellula leader rispetto ai follower. “Il leader aveva bisogno di fino al 50 percento di energia in più, a seconda della densità del tessuto con cui stava combattendo e le cellule scambiavano le posizioni dei seguaci da leader ogni due o otto ore”, ha spiegato Zhang.
Reinhart-King ha detto che lo sviluppo di biosensori fluorescenti ha permesso la ricerca della sua squadra, perché gli ingegneri potevano seguire le molecole che rilasciano energia all’interno delle cellule.
