Come le cellule tumorali liberarsi da tumori: Studio identifica molecole di adesione chiave per la diffusione del cancro attraverso il corpo

Maggio 17, 2016 Admin Salute 0 10
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Un nuovo studio condotto da ricercatori del cancro MIT rivela alcune delle molecole di adesione cellulare che sono fondamentali per questo processo. I risultati, pubblicati 9 ottobre in Nature Communications, offrono nuovi potenziali bersagli farmacologici cancro, dice Sangeeta Bhatia, John e Dorothy Wilson Professore di Scienze della Salute e della Tecnologia e Ingegneria Elettrica e Informatica, e leader del team di ricerca.

"Come le cellule tumorali diventano più metastatico, non ci può essere una perdita di aderenza alle strutture dei tessuti normali. Poi, man mano che diventano più aggressivi, essi acquisiscono la capacità di rispettare, e crescere su, molecole che normalmente non si trovano nei tessuti sani ma si trovano in siti di metastasi tumorali, "dice Bhatia, che è anche un membro del David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research presso il MIT. "Se siamo in grado di impedire loro di crescere a questi nuovi siti, potremmo essere in grado di interferire con malattia metastatica."




L'autore principale del documento è Nathan Reticker-Flynn, uno studente di dottorato nel laboratorio di Bhatia. Altri autori sono ex studenti David Braga Malta e Mary Xu, dottori di ricerca Monte Winslow e John Lamar, e ricercatore Gregory Underhill. Inoltre, Richard Hynes, il D.K. Ludwig Professore di Biologia e membro dell'Istituto Koch, e Tyler Jacks, direttore dell'Istituto Koch, stanno contribuendo gli autori di questo studio.

Perdere e guadagnando l'adesione

Le cellule all'interno del corpo umano sono generalmente collegati a un sistema di supporto strutturale noto come matrice extracellulare, che aiuta anche regolare il comportamento cellulare. Proteine ​​chiamate integrine, che si trova sulla superficie delle cellule, formano le ancore che tengono le celle al posto. Quando le cellule tumorali metastatizzano, queste ancore lasciato andare.

In questo studio, i ricercatori hanno confrontato le proprietà di adesione dei quattro tipi di cellule tumorali, prelevati da topi geneticamente modificati per sviluppare il cancro ai polmoni: tumori polmonari primitivi che poi metastatizzato, tumori polmonari primitivi che non metastatizzano, tumori metastatici che migrarono dai polmoni a linfonodi vicini, e tumori metastatici che hanno viaggiato in luoghi più distanti come il fegato.

Basandosi su un sistema che descritto nel 2005, i ricercatori hanno sviluppato una tecnologia che permette loro di esporre ogni tipo di cellula di circa 800 differenti coppie di molecole presenti nella matrice extracellulare. Dopo aver depositato le cellule su un vetrino da microscopio in piccole macchie - ciascuno con due diverse proteine ​​della matrice extracellulare - i ricercatori hanno potuto misurare quanto bene le cellule di ogni tipo di tumore legato alle coppie di proteine.

La nuova tecnologia è un enorme passo avanti da metodi sperimentali attuali per lo studio di adesione cellulare, che sono limitati a numeri molto più piccoli delle cellule e molecole di adesione, dice Jan Pilch, professore assistente presso l'Università di Pittsburgh School of Medicine.

"Hanno scalato non solo questo drammaticamente, sono in grado di studiare le proteine ​​di adesione in combinazione, che permette loro di identificare le sinergie di adesione", dice Pilch, che non faceva parte del gruppo di ricerca.

I ricercatori sono stati sorpresi di trovare che le tendenze di adesione di cellule metastatiche da diversi tumori primari erano molto più simili tra loro rispetto a quelle del tumore primario da cui sono stati originariamente. Una coppia di molecole della matrice extracellulare che i tumori metastatici bloccati a particolarmente bene era fibronectina e galectina-3, entrambi fatti di proteine ​​che contengono o si legano agli zuccheri.

Anche se le cellule tumorali metastatiche condividono caratteristiche di adesione, possono prendere diverse vie per arrivarci, dice Reticker-Flynn. Alcune cellule tumorali alterano la combinazione di integrine che esprimono, mentre altri vari tipi di zuccheri presenti sulla loro superficie. Tutti questi cambiamenti possono causare affinità superiori o inferiori per determinate molecole presenti nella matrice extracellulare dei diversi tessuti.

In un'analisi di campioni di tumori umani, sia primari e metastatici, i ricercatori hanno visto modelli simili. In particolare, hanno scoperto che il più aggressivo la metastasi, il più galectina-3 era presente.

Studi precedenti hanno suggerito che i tumori aprono la strada per le metastasi secernendo molecole che promuovono lo sviluppo di ambienti ospitali per una nuova crescita del cancro. Accumulo di galectina-3 e altre molecole che aiutano le cellule tumorali di colonizzare nuovi siti possono essere parte di questo processo, dicono i ricercatori.

"C'è un sacco di prove che suggeriscono che una nicchia ospitale per le cellule tumorali viene stabilito prima delle cellule anche in arrivo e che istituisce una casa lì", dice Reticker-Flynn.

Prevenire la diffusione del cancro

I risultati offrono potenziali nuovi modi per bloccare le metastasi, concentrandosi su una specifica interazione proteina-proteina o proteina-zuccheri, piuttosto che una particolare mutazione del gene, dice Reticker-Flynn. "Se tali modifiche conferiscono un grande potenziale metastatico, possiamo cominciare a pensare a come il target che l'interazione specifica," dice.

I ricercatori hanno testato questo approccio geneticamente abbattendo l'ammontare di una integrina si trova sulla superficie delle cellule tumorali, che avevano identificato come interagire con fibronectina e galectina-3. In questi topi, la diffusione del tumore è stato ridotto. Altri possibili approcci terapeutici includono il blocco siti di legame di fibronectina e galectina-3 con anticorpi, quindi le cellule tumorali non possono aggrapparsi loro.

Per aiutare con gli sforzi per sviluppare tali farmaci, il team di ricerca è ora cercando di capire i dettagli di interazioni cellule tumorali 'con galectina-3 e sta sviluppando nuove terapie candidati volte a inibire quelle interazioni.

La ricerca è stata finanziata da Stand Up to Cancer, l'Istituto Koch circolanti Tumori progetto Cell, l'Harvard Stem Cell Institute, il National Cancer Institute, l'Howard Hughes Medical Institute e la Ludwig Center al MIT.

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