Le cellule tumorali abbattono gli zuccheri e producono il lattato acido metabolico ad un tasso molto più elevato rispetto a quello normale. Questo fenomeno fornisce un segno rivelatore che il cancro è presente, tramite la diagnostica, quale la PET, e offre eventualmente una viarietà di terapie antitumorali. Ora un team di ricercatori cileni presso il Centro de Estudios científicos (PEC), con la collaborazione della Carnegie Wolf Frommer, ha messo a punto un sensore molecolare in grado di rilevare i livelli di lattato in cellule singole, in tempo reale.
Prima di questo progresso, nessun altro metodo di misurazione non invasivo potrebbe rilevare il lattato in tempo reale a livello di singola cellula. Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista PLoS ONE.
“Negli ultimi dieci anni, il laboratorio Frommer della Carnegie ha aperto la strada all’uso di Förster Resonance Energy Transfer, o FRET, sensori per misurare la concentrazione e il flusso di zuccheri in singole celle con un semplice cambiamento di colore fluorescente. Ciò ha iniziato a rivoluzionare il campo del metabolismo cellulare, “ha spiegato il ricercatore Alejandro PEC San Martín, autore principale dell’articolo. “Utilizzando lo stesso principio di base fisica e ispirati dai sensori di zucchero, abbiamo inventato un nuovo tipo di sensore basato su un fattore di trascrizione. Una molecola che aiuta normalmente i batteri ad adattarsi all’ ambiente, è stata indotta a misurare il lattato per noi. “
“I metodi standard per misurare il lattato sono basati su reazioni tra gli enzimi, che richiedono un gran numero di cellule in miscele complesse “, ha spiegato Felipe Barros, leader del progetto. “Questo rende difficile o addirittura impossibile vedere come i diversi tipi di cellule cancerose agiscono. La nostra nuova tecnica ci permette di misurare il metabolismo delle cellule singole, dandoci una nuova possibilità di capire come operare in diversi tipi di cancro. Un importante vantaggio di questa tecnica è che può essere usata in high throughput un metodo di sperimentazione scientifico, richiesto per lo sviluppo di farmaci. “
Questo lavoro ha utilizzato un fattore di trascrizione batterica – una proteina che si lega a specifiche sequenze di DNA per controllare il flusso di informazioni genetiche dal DNA a mRNA – come mezzo per produrre e inserire il sensore lattato. I Il sensore è stato trasformato in tre tipi di cellule: le cellule normali del cervello, le cellule cerebrali tumorali e cellule embrionali umane ed è in grado di quantificare concentrazioni molto basse di lattato, con una sensibilità e gamma di rilevamento senza precedenti.
I ricercatori hanno scoperto che le cellule tumorali hanno prodotto lattato 3-5 volte più velocemente rispetto alle cellule non tumorali.“L’alto tasso di produzione di lattato nella cellula del cancro è il segno distintivo del metabolismo del cancro”, ha sottolineato Frommer. “Questo risultato apre la strada per la comprensione delle sfumature del metabolismo del cancro in diversi tipi di cancro e per lo sviluppo di nuove tecniche per combattere questo flagello.”
Inoltre, i biosensori promettono di risolvere una vecchia controversia. Mentre alcuni studi hanno suggerito che il glucosio fornisce il carburante per il cervello, una recente ricerca ha dimostrato che il di metabolismo del flusso di lattato è energetico per i neuroni. L’ ossidazione del lattato può essere usata per produrre grandi quantità di ATP – il coenzima che trasporta energia nelle cellule. I ricercatori stanno ora tentando di brevettare il primo metodo in grado di misurare il tasso di consumo di glucosio in cellule singole.
Fonte PLoS ONE , 2013, 8 (2) : e57712 DOI:10.1371/journal.pone.0057712
