Le cellule tumorali possono cambiare forma per viaggiare nel corpo e diffondersi (metastatizzare), ma il modo in cui sanno quando farlo è rimasto sfuggente. I ricercatori hanno ora utilizzato una nuova tecnica per identificare due geni che controllano il modo in cui le cellule del cancro della pelle del melanoma cambiano forma in risposta al loro ambiente, offrendo due potenziali bersagli farmacologici per impedire la diffusione del cancro.
Studio dei geni delle cellule tumorali
Le cellule tumorali possono cambiare forma per muoversi nel corpo, diventando a forma di trapano per “colpire” attraverso tessuti densi come le ossa, oppure rotonde e morbide per infilarsi nei tessuti molli ed entrare nel sangue.
In uno studio pubblicato su Cell Reports, gli scienziati dell’Institute of Cancer Research di Londra e dell’Imperial College di Londra hanno scoperto i geni che influenzano il modo in cui le cellule tumorali sanno in quale ambiente si trovano e quindi quale forma scegliere.
Il professor Chris Bakal, professore di morfodinamica del cancro presso l’Institute of Cancer Research di Londra, ha dichiarato: “Una volta che il cancro diventa metastatico e si diffonde in diverse parti del corpo per via delle cellule tumorali, può essere piuttosto difficile da trattare.
“Questa ricerca ci ha fornito informazioni sui trucchi che le cellule tumorali utilizzano per continuare a crescere e diffondersi. Abbiamo identificato due geni che potrebbero, in futuro, essere presi di mira per impedire al cancro del melanoma di cambiare forma e metastatizzare.”
Il team ha sviluppato un nuovo sistema per studiare le cellule tumorali in ambienti 3D, imitando diverse parti del corpo. Fino ad ora, la maggior parte della ricerca ha studiato le cellule tumorali su superfici di plastica dura 2D.
Un microscopio unico chiamato microscopia a piano obliquo a scansione di palco (ssOPM) è stato utilizzato per acquisire immagini 3D di cellule tumorali del melanoma, attaccate a una superficie piana e rigida o incorporate in un idrogel di collagene morbido 3D.
Analizzando le immagini 3D scattate a 60.000 cellule quando alcuni geni erano “spenti”, i ricercatori hanno identificato due geni importanti affinché le cellule tumorali del melanoma cambino forma in risposta al loro ambiente.
I ricercatori ritengono che questi geni, TIAM2 e FARP1, potrebbero essere presi di mira per prevenire la metastasi del cancro del melanoma. Questi geni sono buoni candidati per la scoperta di farmaci poiché hanno una struttura simile ad altre proteine per le quali i farmaci sono già in fase di sviluppo preclinico.
Il professor Chris Dunsby, del Dipartimento di fisica dell’Imperial College di Londra, ha dichiarato: “Questo studio è il primo ad applicare una nuova tecnica di microscopia ad alto contenuto chiamata microscopia a piano obliquo per studiare molte migliaia di cellule tumorali in 3D. In futuro, speriamo che l’approccio dimostrato qui può essere applicato per affrontare un’ampia gamma di domande nella biologia del cancro ”.
Il gruppo di ricerca sta attualmente creando tecnologie basate sull’intelligenza artificiale per fare previsioni su quali farmaci potrebbero avere successo utilizzando queste immagini 3D di cellule tumorali, il che potrebbe ridurre il tempo necessario per sviluppare nuovi farmaci.
Il professor Kristian Helin, amministratore delegato dell’Istituto di ricerca sul cancro di Londra, ha dichiarato: “Utilizzando una tecnica innovativa per studiare le cellule come se si trovassero in un essere umano, piuttosto che in un laboratorio, i nostri scienziati hanno scoperto un meccanismo con cui le cellule tumorali si usando per muoversi nel corpo.”
“Sappiamo che la maggior parte dei decessi per cancro si verifica perché il cancro si è diffuso dal tumore originale ad altre parti del corpo. Spero che ulteriori ricerche portino allo sviluppo di nuovi trattamenti per il melanoma metastatico “.
Le cellule tumorali della pelle sfruttano i geni delle cellule nervose per perforare e invadere nuovi tessuti
Gli scienziati hanno scoperto che le cellule di melanoma utilizzano il gene ARHGEF9 per creare “trapano molecolare” che le aiutano ad attaccarsi e a perforare le cellule e le strutture circostanti. Questi trivelli molecolari, chiamati anche filopodi, sono coinvolti anche nella crescita e nello sviluppo di nuovi nervi.
Questo studio mostra per la prima volta che le cellule di melanoma sfruttano anche il gene ARHGEF9 per creare filopodi e diventare più invasive. Gli scienziati sperano che, in futuro, ARHGEF9 possa essere bloccato per impedire la formazione di questi trivelli molecolari e per arrestare la diffusione delle cellule tumorali .
Gli scienziati dell’Institute of Cancer Research di Londra hanno coltivato cellule in una matrice cellulare 3D bioingegnerizzata e hanno impoverito centinaia di geni uno alla volta. Utilizzando la microscopia robotica e una sofisticata analisi delle immagini , hanno identificato quali geni erano importanti per la forma delle cellule tumorali.
L’esaurimento di ARHGEF9 ha destabilizzato i trapani molecolari sulle cellule di melanoma, il che significa che non erano più in grado di attaccarsi e perforare le cellule circostanti. Ha anche ridotto la capacità delle cellule di cambiare forma.
I ricercatori ritengono che prendere di mira ARHGEF9 potrebbe portare a trattamenti che impediscono la diffusione del cancro. Lo studio ICR è stato pubblicato sulla rivista iScience.
Ogni anno nel Regno Unito si contano più di 16.000 nuovi casi di melanoma e i casi continuano ad aumentare. Dall’inizio degli anni ’90 i tassi di melanoma sono più che raddoppiati.
Quando il cancro del melanoma viene diagnosticato nelle sue fasi iniziali, di solito può essere trattato efficacemente con un intervento chirurgico. Diventa molto più difficile da trattare poiché diventa più aggressivo, inizia a muoversi attraverso i tessuti e si diffonde ad altre parti del corpo.
ARHGEF9 di solito svolge un ruolo nella creazione di connessioni tra i nervi durante lo sviluppo del sistema nervoso. Quando ARHGEF9 non funziona correttamente nel sistema nervoso può portare all’epilessia e a disturbi dello sviluppo neurologico come iperattività, ansia e tratti simili all’autismo.
I ricercatori affermano che il gene è probabilmente coinvolto nella crescita e nella diffusione di altri tipi di cancro, in particolare del neuroblastoma, un tipo di cancro che deriva dal tessuto nervoso e colpisce soprattutto i bambini.
Il professor Chris Bakal, professore di morfodinamica del cancro presso l’Institute of Cancer Research di Londra, ha dichiarato: “Il nostro lavoro mostra che le cellule del melanoma prendono in prestito l’uso di ARHGEF9 dalle cellule nervose per cambiare forma, ramificarsi e invadere nuovi tessuti. È incredibilmente importante comprendere come le cellule tumorali cambiano forma per diventare più aggressive e invasive Quando i tumori metastatizzano, diventano molto più difficili da trattare.
“Stiamo lavorando per comprendere meglio come le cellule tumorali cambiano forma e invadono nuovi tessuti, in modo che un giorno potremo trovare trattamenti in grado di fermarle. Il nostro prossimo passo sarà quello di esaminare gli impatti più ampi del blocco di ARHGEF9 per esplorare se potrebbe essere adatto a colpirlo con un farmaco per impedire al gene di aiutare la diffusione del cancro.”
La professoressa Clare Isacke, Preside del Dipartimento per gli affari accademici e di ricerca presso l’Institute of Cancer Research di Londra, ha affermato: “La maggior parte dei decessi per cancro si verifica perché il cancro si è diffuso dal tumore originale ad altre parti del corpo, rendendo la malattia molto più difficile da curare”. trattare in modo efficace.
“Questa ricerca ha fatto una scoperta fondamentale su come le cellule del melanoma manipolano la loro forma per diventare invasive: il primo passo verso la metastasi. Anche se si tratta di una ricerca iniziale e c’è ancora molto lavoro da fare, comprendendo di più su come si diffonde il cancro della pelle, potremmo aprire nuove strade per lo sviluppo di trattamenti che fermano il cancro sul suo nascere.”
Il dottor Sam Godfrey, responsabile del team di ricerca e informazione presso Cancer Research UK, ha dichiarato: “Ricerche scoperte come questa sono vitali.
Comprendendo come il cancro si evolve e si diffonde, possiamo imparare come fermarlo. Ogni giorno nel Regno Unito, sei persone muoiono di melanoma ; abbiamo urgentemente bisogno di trovare nuovi modi per curare questa malattia.
“È incoraggiante che il team abbia un nuovo obiettivo per ulteriori studi. Questi risultati consentiranno alla ricerca futura di concentrarsi sul ruolo di questo obiettivo nel melanoma e se potrebbe anche aiutarci a sconfiggere alcuni tumori che colpiscono bambini e giovani. la biologia di questa malattia porterà a nuovi test e trattamenti per le persone affette da melanoma .”
Come le cellule B reagiscono al cancro della pelle
Un ulteriore studio che fa luce su come le cellule B reagiscono alle cellule tumorali della pelle potrebbe aprire la strada alla progettazione di una terapia innovativa.
Lo studio, pubblicato oggi su Nature Communications e condotto da ricercatori del King’s College di Londra, rivela che le cellule B che producono anticorpi nei pazienti potrebbero essere difettose nella risposta al cancro della pelle più aggressivo, il melanoma .
Gli anticorpi sono prodotti dalle cellule B, un tipo di globuli bianchi, e sono prodotti per prevenire e aiutare a combattere le infezioni. Tuttavia, vi è una conoscenza limitata su come le cellule B vengono indotte a rispondere al melanoma e sul perché gli anticorpi che producono non sono efficaci.
I ricercatori hanno utilizzato tecnologie avanzate per approfondire il complesso funzionamento della risposta immunitaria anticorpale nel sangue e nei tessuti di pazienti con melanoma cutaneo metastatico. Il sangue dei pazienti con melanoma secondario in stadio avanzato mostra livelli significativamente più bassi di cellule B mature (della memoria), che normalmente forniscono protezione a lungo termine dalle infezioni. Ciò significa che le cellule B che producono anticorpi nel sangue potrebbero essere meno capaci di fornire risposte efficaci contro il cancro.
La ricerca rileva inoltre che le cellule B attive si accumulano ai margini del tumore e si riuniscono in piccoli gruppi. Queste cellule B portano caratteristiche anticorpali specifiche e reagiscono al melanoma assemblandosi e comunicando tra loro e con un altro tipo di cellula immunitaria nota come cellule T.
Nelle lesioni del melanoma in cui le cellule B esprimono isotipi anticorpali specifici, come le IgG che attivano meglio il sistema immunitario , la presenza di cellule B è associata ad una sopravvivenza più favorevole del paziente.
La ricerca rileva inoltre che le cellule B nei pazienti con melanoma metastatico producono anche anticorpi che hanno funzioni simili agli anticorpi patogeni osservati nelle malattie autoimmuni , come il riconoscimento delle normali cellule non cancerose. Queste caratteristiche possono impedire al sistema immunitario di sviluppare una forte risposta al melanoma chiaro.
La prima autrice, la Dott.ssa Silvia Crescioli, del King’s College di Londra, ha affermato: “La nostra ricerca fornisce una nuova prospettiva sulla natura aberrante dei fenotipi delle cellule B, sulle caratteristiche degli anticorpi e su ciò che riconoscono nel melanoma cutaneo metastatico. Scoprendo le firme autoimmuni e le cellule altamente attive, ma con una risposta anomala delle cellule B nel microambiente tumorale, apriamo le porte a progressi terapeutici specifici”.
Il dottor Joseph Ng, dell’University College di Londra, coautore dello studio, ha affermato: “Attraverso l’analisi di grandi insiemi di dati di profili di cellule B e anticorpi trovati nel melanoma, possiamo acquisire una conoscenza approfondita dei tipi di risposte che possono offrire anti- beneficio per il tumore, e questo potrebbe fornire indizi per lo sviluppo di nuovi trattamenti”.
L’autrice principale, la professoressa Sophia Karagiannis del King’s College di Londra, ha dichiarato: “I risultati di questo studio offrono una comprensione più profonda degli intricati deficit della risposta immunitaria coinvolti nel melanoma cutaneo metastatico e del loro potenziale significato clinico. Stiamo studiando le firme delle cellule B in coorti diverse e più ampie dei pazienti per comprendere meglio come queste risposte anticorpali carenti che abbiamo scoperto possano essere collegate agli esiti dei pazienti.”
“Stiamo conducendo ricerche approfondite per chiarire come le cellule B interagiscono con le cellule tumorali e per analizzare le condizioni che avviano e migliorano le risposte efficaci delle cellule B e degli anticorpi. Insieme, questi offriranno opportunità per la progettazione di terapie innovative in futuro.”
