Un recente studio ha rivelato che le cellule tumorali al seno, di fronte a una mancanza di energia, ricorrono all’ingestione e al consumo del loro ambiente circostante per superare la fame. La ricerca, condotta da scienziati dell’Università di Sheffield e pubblicata sulla rivista PLOS Biology, fornisce una nuova prospettiva su un meccanismo di sopravvivenza delle cellule tumorali finora sconosciuto e potrebbe offrire un nuovo bersaglio per lo sviluppo di terapie.
Le cellule nel seno, comprese le cellule tumorali, sono immerse in una rete chiamata matrice extracellulare (ECM). I nutrienti sono scarsi nell’ECM, a causa del flusso sanguigno limitato, e diventano ancora più scarsi con la crescita delle cellule tumorali.
La ricercatrice principale, la dottoressa Elena Rainero, della Scuola di Bioscienze dell’Università di Sheffield, e il suo team hanno indagato su come i tumori continuino a crescere – nonostante la mancanza di nutrienti - e su come le cellule tumorali si riforniscano delle materie prime per sostenere la loro crescita.
Mecanismi di sopravvivenza innovativi
“Questo studio ha identificato un meccanismo innovativo utilizzato dalle cellule tumorali al seno per sopravvivere nell’ambiente difficile in cui si trovano all’interno dei tumori”, ha affermato la dottoressa Elena Rainero. “Poiché le fonti di cibo sono scarse, le cellule tumorali acquisiscono la capacità di mangiare e digerire componenti della matrice che le circonda. Abbiamo identificato un processo metabolico chiave di cui le cellule hanno bisogno per poter sfruttare la matrice, che potrebbe rappresentare un nuovo bersaglio terapeutico.”
Durante lo studio, finanziato da Cancer Research UK, la dottoressa Rainero e il suo team hanno seminato cellule di adenocarcinoma mammario in collagene (un componente principale dell’ECM) o in una preparazione commerciale di matrice, o su plastica, con o senza alcuni aminoacidi critici.
Senza quegli aminoacidi, le cellule sulla plastica si sono comportate male rispetto a quelle in una o nell’altra matrice. Risultati simili sono stati osservati con altri modelli di matrice – le cellule tumorali sono state in grado di superare la riduzione degli aminoacidi quando circondate dalla matrice.
Successivamente, etichettando fluorescentemente il collagene e osservando il suo percorso attraverso la cellula, gli autori hanno dimostrato che le cellule assorbivano l’ECM e la degradavano in compartimenti digestivi chiamati lisosomi; quando l’ECM veniva trattato chimicamente per legare i suoi componenti, le cellule non erano in grado di ingerirlo.
Intuizioni metaboliche e implicazioni terapeutiche
Ulteriori indagini hanno indicato che l’assunzione avveniva attraverso un processo di ingestione chiamato macropinocitosi, in cui la cellula ingloba grandi quantità di materiale extracellulare.
L’analisi del loro metaboloma ha indicato che l’approvvigionamento e la degradazione di due aminoacidi, tirosina e fenilalanina, dominavano i cambiamenti metabolici in risposta alla carenza di nutrienti. Gli scienziati di Sheffield hanno notato che questi due possono servire come materie prime per la produzione di energia attraverso il ciclo dell’acido tricarbossilico (ciclo di Krebs) mitocondriale.
Quando hanno soppresso l’High Pressure Decorative Laminate (HPDL), un enzima centrale nel percorso dalla fenilalanina al TCA, la crescita cellulare è stata significativamente compromessa.
Bloccare o ridurre l’espressione di HPDL, o del promotore della macropinocitosi PAK1, ha ridotto la capacità delle cellule tumorali di migrare e di invadere il tessuto circostante.
La dottoressa Rainero ha aggiunto: “I nostri risultati indicano che le cellule tumorali al seno sfruttano i nutrienti nella matrice extracellulare nei periodi di carenza di nutrienti, e che questo processo dipende sia dalla macropinocitosi che dalla conversione metabolica di aminoacidi chiave in substrati che rilasciano energia. Il metabolismo mediato da HPDL di tirosina e fenilalanina potrebbe rappresentare una vulnerabilità metabolica delle cellule tumorali che prosperano in un microambiente privo di nutrienti.”
La ricerca continua per combattere il cancro al seno
La ricerca sul cancro al seno è in continua evoluzione, con nuove scoperte che emergono regolarmente. Questo studio rappresenta un passo importante nella comprensione di come le cellule tumorali si adattano e sopravvivono in condizioni avverse. Con la scoperta di nuovi bersagli terapeutici, come l’HPDL e la macropinocitosi, gli scienziati sono un passo più vicini a sviluppare trattamenti più efficaci per combattere questa malattia.
Il ruolo del finanziamento nella ricerca sul cancro
Il finanziamento di organizzazioni come Cancer Research UK è fondamentale per il progresso della ricerca sul cancro. Grazie al sostegno finanziario, i ricercatori possono continuare a esplorare nuove aree e sviluppare terapie innovative che possono salvare vite umane.
La collaborazione internazionale nella lotta contro il cancro
La lotta contro il cancro è un impegno globale che richiede la collaborazione di scienziati di tutto il mondo. Questo studio è un esempio di come la cooperazione internazionale possa portare a scoperte significative che hanno il potenziale di cambiare il corso del trattamento del cancro al seno.
In conclusione, la ricerca sul cancro al seno continua a progredire, con nuove scoperte che offrono speranza per trattamenti più efficaci. La comprensione dei meccanismi di sopravvivenza delle cellule tumorali è fondamentale per lo sviluppo di terapie mirate e la lotta contro questa malattia. Con il sostegno finanziario e la collaborazione internazionale, gli scienziati sono meglio equipaggiati per affrontare le sfide che il cancro al seno presenta.
