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Come un cancro addormentato si risveglia e metastatizza

Immagine: quando il tessuto polmonare è cronicamente infiammato, le cellule tumorali dormienti sono in grado di dirottare i “NET” vaporosi che fuoriescono dai vicini globuli bianchi per rientrare nel ciclo cellulare e ricominciare a crescere. Il dott. Mikala Egeblad e colleghi hanno capito come questo risveglio possa seminare tumori metastatici. Credito: laboratorio Egeblad, Cold Spring Harbor Laboratory.

Gli scienziati del Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) hanno determinato uno dei modi in cui il cancro in remissione può tornare in azione. Questa conoscenza ha ispirato una nuova idea di trattamento progettata per prevenire recidive e metastasi del cancro.

Anche dopo il successo del trattamento del cancro, le cellule tumorali dormienti che in precedenza si erano staccate dal tumore originale possono ancora esistere altrove nel corpo. Se risvegliate, queste cellule possono proliferare e crescere in tumori metastatici. Un team CSHL che studia le metastasi ai polmoni ha ora identificato i segnali che accompagnano l’ infiammazione che può risvegliare le cellule tumorali dormienti.

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( Vedi   cancro del colon è causato da batteri e stress cellulare).

I ricercatori hanno cercato di capire se l’infiammazione può causare direttamente la recidiva del cancro, e se sì, come. Nella nuova ricerca, il team dimostra che un’infiammazione polmonare prolungata, inclusa quella causata dall’esposizione al fumo di tabacco, può portare le cellule dormienti del cancro e della prostata che hanno viaggiato fino ai polmoni, a risvegliarsi e iniziare a dividersi. Queste cellule possono ora formare una metastasi nei polmoni. Le metastasi rappresentano la maggior parte della letalità per tumori comuni.

È importante sottolineare che il team, guidato dal Professore associato CSHL Mikala Egeblad e che comprende i ricercatori del Dana Farber Cancer Institute e UC Davis, ha dimostrato anche come bloccare la segnalazione che ha risvegliato le cellule tumorali dormienti, un concetto che potrebbe prevenire la recidiva del cancro o diminuire la sua frequenza.

Come un cancro addormentato si risveglia e metastatizza
Due enzimi chiamati NE (punti verdi) e MMP9 (punti rossi) fissano l’impalcatura delle reti di DNA espulse dai neutrofili o globuli bianchi. Questi enzimi scindono sequenzialmente una proteina chiamata laminina 111 nel
tessuto polmonare, inducendo un segnale che provoca il risveglio delle cellule tumorali dormienti vicine e il proliferare, il seme di un possibile tumore metastatico. Credito: laboratorio Egeblad, Cold Spring Harbor Laboratory.

La squadra di Egeblad ha dimostrato che un’infiammazione polmonare prolungata, causata sia dall’esposizione dei topi al fumo di tabacco o ad un componente di batteri noto come endotossina, induceva i comuni globuli bianchi chiamati neutrofili a risvegliare le cellule tumorali dormienti vicine in modo straordinario.

I neutrofili, sui quali normalmente facciamo affidamento per uccidere gli invasori come batteri e lieviti, hanno diversi modi di sconfiggere la loro preda. Uno è quello di espellere il loro DNA nello spazio oltre la membrana cellulare. Strutturato con enzimi tossici, questo DNA espulso forma una trappola simile a una ghiandola (chiamata trappole extracellulari neutrofili o NET) che può uccidere un agente patogeno.

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La nuova ricerca mostra che un’infiammazione polmonare prolungata provoca la formazione di NET nell’area intorno alle cellule tumorali dormienti. Due enzimi presenti in NET, chiamati NE (neutrofili elastasi) e MMP9 (matrice metalloproteinasi 9), interagiscono con una proteina nel tessuto chiamata laminina. In sequenza, prima NE e poi l’MMP9, effettuano tagli nelle proteine ​​laminina. Questo cambia la forma della proteina, esponendo una nuova superficie, chiamata epitopo.

Come un cancro addormentato si risveglia e metastatizza
Alcuni globuli bianchi sparsi chiamati neutrofili (rossi) sono osservati nel normale tessuto polmonare del topo, all’estrema sinistra. Quattro ore dopo la consegna nasale di un agente per promuovere l’infiammazione polmonare, il numero di neutrofili aumenta visibilmente e il DNA “NET” (verde) del web-like diventa visibile per la prima volta. I neutrofili e le reti arrivano a dominare la scena nei giorni successivi mentre l’agente infiammatorio viene nuovamente consegnato. La relazione diretta di infiammazione e formazione di NET può comportare il risveglio di cellule tumorali dormienti se si trovano nelle immediate vicinanze – un meccanismo di metastasi. Credito: laboratorio Egeblad, Cold Spring Harbor Laboratory.

Questo epitopo, quando riconosciuto da cellule tumorali dormienti nelle vicinanze, sprona una segnalazione che risveglia le cellule tumorali. “Le cellule tumorali dormienti riconoscono quella nuova forma della laminina e dicono, ‘dovremmo ricominciare a crescere'”, spieg Egeblad.

Il team ha creato un anticorpo per bloccare l’epitopo esposto sulle proteine ​​della laminina. Nei topi, questo ha impedito il risveglio delle cellule tumorali dormienti nelle vicinanze. 

Lo studio che appare online su Science il 28 settembre 2018, ha iniziato a ottimizzare l’anticorpo e confrontarlo con altri approcci per interferire con NET, con la speranza di condurre alla fine esperimenti sulle persone.

Fonte: Science

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