Le metastasi sono la principale causa di morte nel cancro e le attuali cure contro di esso sono inefficaci. Ma la nuova ricerca potrebbe aver trovato un modo per rallentare, e forse anche fermare, la diffusione delle cellule tumorali.
La metastasi è il processo attraverso il quale il cancro si diffonde in tutto il corpo. Durante questo processo, le cellule tumorali possono invadere il tessuto sano vicino, penetrare nelle pareti dei linfonodi o entrare nei vasi sanguigni circostanti.
Ma una nuova ricerca potrebbe aver trovato un modo per controllare le metastasi inibendo la migrazione delle cellule tumorali. Fermare le cellule dalla migrazione è fondamentale per fermare le metastasi.
Ciò che consente alle cellule tumorali di migrare è un insieme di protrusioni che li aiutano a muoversi. Il team di ricercatori – guidato da Mostafa El-Sayed, Julius Brown Chair e Regents Professor di Chimica e Biochimica presso la Georgia Tech’s School di Atlanta, GA – è riuscito a tagliare con successo queste protrusioni usando una tecnica speciale.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista
“Gambe” delle cellule tumorali che si spezzano
Le protrusioni lunghe e sottili che aiutano le cellule tumorali a muoversi sono chiamate filopodia. Sono un’estensione di un insieme di fibre “larghe, simili a lastre” chiamate lamellipodia, che si trovano attorno ai bordi della cellula.
Il suffisso “-podia” (o “-podium”, singolare) deriva dalla lingua greca e significa “qualcosa di simile a un piede”.
Essenzialmente, lamellipodia e filopodia sono piccole “gambe” che aiutano le cellule sane a muoversi all’interno del tessuto. Ma nelle cellule cancerose, lamellipodia e filopodia sono prodotti in eccesso.
I ricercatori hanno usato i cosiddetti nanorods, fatti di nanoparticelle d’oro, per ostruire queste piccole gambe.
Con l’aiuto della nanotecnologia, gli scienziati sono in grado di ridurre la dimensione di alcuni materiali su una scala nanometrica – con “nano” che significa la miliardesima parte di un metro – a quel punto questi materiali iniziano a mostrare nuove proprietà chimiche e fisiche.
Il Prof. El-Sayed e colleghi hanno introdotto i nanorod in loco. I nanorod erano ricoperti da un rivestimento di molecole, chiamate peptidi RGD, che le rendevano legate a uno specifico tipo di proteina chiamata integrina.
“I nanorod mirati hanno legato l’integrina e bloccato le sue funzioni, quindi non poteva continuare a guidare il citoscheletro a sovrapprodurre lamellipodia e filopodia”, spiega il co-autore Yan Tang, un assistente post-dottorato in biologia computazionale.
Un citoscheletro è la struttura di supporto di una cellula, responsabile di dargli una forma. Ha anche funzioni aggiuntive, con una delle quali è quella di formare le sporgenze filopodia.
Il metodo potrebbe uccidere le cellule tumorali
Gli esperimenti hanno rivelato che legare semplicemente i nanorods all’integrina ha ritardato la migrazione delle cellule tumorali.
È importante sottolineare che questo metodo ha evitato le cellule sane, il che potrebbe rendere drasticamente meno dannosa questa terapia per i pazienti sottoposti a un trattamento chemioterapico tossico.
“Ci sono alcune integrine specifiche che sono sovradimensionate nelle cellule cancerose”, spiega Moustafa Ali, uno dei primi autori dello studio. “E non li trovi così tanto nelle cellule sane.”
Nella seconda fase dell’esperimento, il Prof. El-Sayed e il team hanno riscaldato le nanoparticelle d’oro con un laser a luce nel vicino infrarosso. Ciò ha efficacemente fermato la migrazione delle cellule maligne.
“La luce non è stata assorbita dalle cellule, ma i nanorodori d’oro l’hanno assorbita e, come risultato, hanno riscaldato e parzialmente fuso le cellule cancerogene con le quali sono connesse, il lamellipodia e il filopodia”.
Moustafa Ali
In questo esperimento, non tutte le cellule tumorali sono state uccise, in quanto ciò avrebbe impedito ai ricercatori di esaminare se riuscissero o meno a impedire loro di migrare. Tuttavia, i ricercatori dicono che il metodo potrebbe essere regolato per uccidere le cellule maligne.
Il Prof. El-Sayed ed i suoi colleghi hanno precedentemente condotto esperimenti simili su topi, nei quali hanno applicato lo stesso metodo. La precedente ricerca non ha rilevato tossicità dall’oro fino a 15 mesi dopo il trattamento.
I ricercatori sperano di essere presto in grado di trattare “tumori della testa, del collo, della mammella e della pelle con iniezioni dirette e locali di nanorod combinato con il laser a basso infrarosso a bassa potenza”.
Il laser potrebbe raggiungere i nanorod d’oro a 4-5 centimetri di profondità all’interno del tessuto, e tumori più profondi potrebbero essere trattati con iniezioni di nanorods più profonde, dicono gli autori.
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