Indurre la morte delle cellule tumorali attivando al contempo il sistema immunitario
I mini-tumori in 3D dimostrano che la necroptosi può eliminare le cellule tumorali mammarie resistenti all'apoptosi
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I ricercatori inducono la morte cellulare in mini-tumori 3D e scoprono che costringere le cellule tumorali a morire può anche allertare il sistema immunitario e potenziare l’attacco antitumorale. Il gruppo di ricerca guidato dal Prof. Dr. Sjoerd van Wijk, docente di Biologia cellulare presso l’Istituto di Fisiologia e Biologia cellulare dell’Università di Medicina Veterinaria (TiHo), e dal Dr. Francesco Pampaloni dell’Università Goethe di Francoforte, ha studiato un tipo di morte cellulare programmata denominata necroptosi nel carcinoma mammario in stadio avanzato. Questi risultati sono stati ora pubblicati sulla prestigiosa rivista *Signal Transduction and Targeted Therapy*.
Un mini-tumore in 3D che il gruppo di ricerca ha coltivato a partire da cellule tumorali prelevate da pazienti reali, da utilizzare nei propri studi di laboratorio.
© Kaja Nicole Wächtershäuser
A differenza della morte cellulare accidentale, alcune cellule possono decidere attivamente di morire attraverso un processo controllato. Questo fenomeno è chiamato morte cellulare programmata e può manifestarsi in diverse forme, tra cui l’apoptosi e la necroptosi. Le cellule ricorrono a questo processo quando sono danneggiate, sottoposte a stress, in fase di trasformazione in cellule cancerose o infettate da microbi nocivi. Questo meccanismo di autodistruzione contribuisce a proteggere l’organismo, ma è anche coinvolto in numerose patologie, quali infezioni, condizioni infiammatorie e tumori. Uno dei principali problemi del cancro è che alcuni tumori e cellule tumorali imparano a eludere l’apoptosi, riuscendo così a sopravvivere quando invece dovrebbero morire. Questa resistenza può rendere meno efficaci i trattamenti antitumorali, specialmente nei tumori in stadio avanzato o in fase di diffusione (metastatici).
Gli scienziati hanno utilizzato organoidi derivati dai pazienti, ovvero minuscoli mini-tumori tridimensionali coltivati in laboratorio a partire da cellule tumorali provenienti da pazienti reali. Questi mini-tumori assomigliano molto al tumore originale, rendendoli utili per testare trattamenti e condurre esperimenti di biologia cellulare. I ricercatori hanno scoperto che, quando hanno indotto la necroptosi in cellule tumorali mammarie resistenti all’apoptosi, si sono verificati due fenomeni importanti: le cellule tumorali sono morte e quelle morenti hanno emesso segnali di allarme in grado di attivare il sistema immunitario dell’organismo. Questi segnali sono coinvolti nella stimolazione delle risposte immunitarie, comprese le vie legate alle cellule natural killer (NK), che sono cellule immunitarie che aiutano a individuare e distruggere le cellule tumorali. In termini semplici, lo studio suggerisce che costringere le cellule tumorali difficili da eliminare a morire attraverso la necroptosi potrebbe non solo rimuovere direttamente le cellule tumorali, ma anche allertare e potenziare l’attacco del sistema immunitario al tumore.
L’apoptosi e la necroptosi sono due tipi di morte cellulare programmata che avvengono in modi molto diversi, con effetti diversi sulle cellule e sui tessuti circostanti. L’apoptosi è spesso descritta come una forma “pulita” di morte cellulare. La cellula si spegne con cura, si restringe e si frammenta in piccoli pezzi. Questi frammenti vengono poi rimossi dalle cellule di pulizia dell’organismo. Poiché la cellula rimane sigillata durante il processo, nulla fuoriesce, quindi di solito non provoca infiammazione né allerta il sistema immunitario. La necroptosi, d’altra parte, è un tipo di morte cellulare più “caotica”. La cellula si gonfia e alla fine esplode, riversando il proprio contenuto nel tessuto circostante. Ciò agisce come un segnale di pericolo, provocando infiammazione e attirando l’attenzione del sistema immunitario. È importante sottolineare che la necroptosi può fungere da piano di riserva quando l’apoptosi non può avvenire, come nel caso di alcune infezioni virali in cui i virus cercano di impedire alle cellule di morire nel modo consueto.
Questa ricerca dimostra inoltre che i mini-tumori 3D avanzati (organoidi) possono aiutare gli scienziati a comprendere meglio come si sviluppano le malattie e come potrebbero funzionare i trattamenti nell’uomo. Poiché questi modelli assomigliano da vicino ai tessuti naturali e complessi, spesso possono fornire risultati più realistici rispetto ai metodi di laboratorio tradizionali e potrebbero ridurre la necessità di ricorrere alla sperimentazione sugli animali.
Sjoerd van Wijk e il suo team mirano ora a sviluppare ulteriormente e utilizzare questi modelli di organoidi per studiare lo stress e il danno cellulare, il cancro e le malattie infettive. Il loro obiettivo è creare modelli di laboratorio complessi basati su organoidi multicellulari che imitano il più fedelmente possibile i tessuti fisiologici umani e animali, aiutando i ricercatori a studiare le malattie e a testare potenziali trattamenti in modo più efficace.
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