Misurare l'eterogeneità dei tumori

Il cancro è la seconda causa di morte in Svizzera. Sono molte le ragioni per cui è ancora difficile curare la malattia, anche nell'era della medicina d'avanguardia: ad esempio, un tumore può essere composto da diverse cellule tumorali, ognuna delle quali ha un proprio profilo e risponde in modo diverso alle terapie - oppure no. Inoltre, le cellule tumorali e le cellule sane del corpo interagiscono e comunicano tra loro. Utilizzano varie molecole, tra cui i fattori di crescita, come mezzo di comunicazione. Il modo in cui un tumore si sviluppa e la formazione di metastasi dipendono in modo cruciale dai segnali che una cellula tumorale riceve dal suo ambiente.

Con lo sviluppo di una nuova tecnica, il team guidato dal Prof. Bernd Bodenmiller dell'Istituto di Biologia Molecolare dell'Università di Zurigo, il Gruppo per gli elementi in traccia e la microanalisi Il professor Detlef Günther dell'ETH e l'Ospedale universitario di Zurigo sono riusciti a visualizzare in modo completo le cellule tumorali prelevate da campioni di pazienti. Il promettente metodo è stato appena presentato su "Nature Methods".

Un nuovo metodo di imaging è una grande opportunità

Determinare i profili cellulari di un tumore, le loro relazioni di vicinato e l'elaborazione delle informazioni all'interno e tra le cellule è molto complesso. Questo perché i biomarcatori, cioè le molecole specifiche che possono essere assegnate ai diversi tipi di cellule tumorali, e le vie di elaborazione del segnale devono essere misurati nelle loro relazioni spaziali. "La nostra tecnologia consente di ottenere questa immagine complessiva grazie a un processo di imaging di nuova concezione che può già registrare 32 biomarcatori contemporaneamente e presto sarà in grado di registrarne più di cento", spiega Bernd Bodenmiller, responsabile dello studio. L'imaging all'avanguardia conserva anche le informazioni sulle relazioni di vicinato delle cellule e la loro influenza diretta sull'elaborazione e la trasmissione delle informazioni cellulari può essere visualizzata.

La nuova tecnica si basa sul miglioramento di tecniche consolidate. I ricercatori utilizzano campioni di tessuto dello spessore di pochi micrometri (milionesimi di metro). I biomarcatori vengono etichettati con anticorpi. Questi ultimi sono a loro volta marcati con diversi isotopi metallici, che possono essere rilevati con la spettrometria di massa. Utilizzando uno speciale sistema laser sviluppato nel laboratorio di Detlef Günther, gli scienziati rimuovono piccole quantità di materiale del campione sotto forma di particelle. Le particelle vengono trasportate in modo efficiente in uno spettrometro di massa veloce e sensibile, che misura con precisione le quantità di isotopi metallici. I ricercatori utilizzano questi dati per calcolare le firme delle cellule (tumorali) presenti nel tessuto.

La novità è che i biomarcatori vengono visualizzati con isotopi metallici puri anziché con coloranti. Inoltre, lo spettrometro di massa è in grado di rilevare simultaneamente 100 diversi isotopi metallici e quindi biomarcatori. "Questo evita il problema del numero limitato di colori nell'analisi dei campioni biologici con l'immunofluorescenza", spiega Bodenmiller.

In secondo luogo, le informazioni sulle cellule che svolgono un ruolo importante nell'elaborazione e nella trasmissione del segnale di un tumore non sono più di natura qualitativa: la nuova tecnologia di misurazione può essere utilizzata per determinare con precisione quali cellule hanno una determinata influenza. Ciò significa che è possibile individuare i punti deboli, il che aiuta a sviluppare nuovi approcci terapeutici. Secondo Bodenmiller, diventa quindi sempre più importante comprendere e incorporare queste interazioni per la diagnosi e la terapia.

Metodo validato con campioni di tessuto

I primi risultati di misurazione ottenuti dai ricercatori con la nuova tecnologia su campioni di cancro al seno illustrano l'eterogeneità di questi tumori: alcuni soffrono di mancanza di ossigeno a causa della forte proliferazione cellulare al loro interno, mentre altri sfruttano le cellule immunitarie dell'organismo per guidare la loro crescita. Anche la posizione delle cellule al centro o ai margini del tumore ha un'influenza decisiva. Una cosa è chiara: non esistono due tumori uguali e, secondo Bodenmiller, le terapie devono essere adattate di conseguenza. In una fase successiva, il suo team di ricerca intende utilizzare il nuovo metodo di misurazione per scoprire il ruolo della comunicazione cellulare e dell'elaborazione delle informazioni cellulari nello sviluppo delle metastasi.

Questo testo è stato scritto dalle Relazioni con i media dell'Università di Zurigo e pubblicato su pagina esternawww.mediadesk.uzh.ch pubblicato per la prima volta.