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La nuova tecnica di imaging 3D mostra come nascono i tumori del pancreas

Immagine, i i tumori pancreatici crescono all’interno del dotto pancreatico di un topo. È stato ottenuto utilizzando una nuova tecnica per studiare i campioni di tessuto 3D, rivelando che i tumori possono iniziare come tumori ‘endofiti’ che crescono nei dotti (mostrati qui) o nei tumori ‘esofitici’ che crescono verso l’esterno. Credito: Hendrik Massal, Francis Crick Institute.

Una nuova tecnica per studiare i campioni di tessuto in 3-D ha rivelato che i tumori pancreatici possono iniziare e crescere in due modi distinti, risolvendo un mistero vecchio di decenni di come si formano i tumori.

l nuovo metodo potrebbe aiutare i ricercatori a ottenere maggiori informazioni dalle biopsie tissutali e potrebbe portare a trattamenti migliori per i tumori pancreatici. La tecnica è stata sviluppata dagli scienziati del Francis Crick Institute e i loro risultati sono stati pubblicati su Nature. Il lavoro è stato sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca e dai fondi di base del Cancer Research UK, del Medical Research Council e dal Wellcome.

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Il pancreas è un organo cruciale che si trova dietro il nostro stomaco e svolge un ruolo chiave nella digestione. Si basa su una rete di dotti che la collegano ad altri organi digestivi e i più comuni tumori pancreatici si trovano nei dotti. Tuttavia, fino ad ora è stato possibile vedere solo sezioni 2-D di questi tumori duttali, che contenevano una varietà non spiegata di forme anomale.

“Per studiare le origini del cancro del pancreas, abbiamo impiegato sei anni a sviluppare un nuovo metodo per analizzare le biopsie tumorali in tre dimensioni”, spiega il Dott. Hendrik Messal del Francis Crick Institute, autore principale del documento di ricerca. “Questa tecnica ha rivelato che i tumori si sviluppano nelle pareti del condotto e crescono verso l’interno o l’esterno a seconda delle dimensioni del condotto, il che spiega le misteriose differenze di forma che abbiamo osservato nelle sezioni 2D per decenni“.

Analizzando i tumori in via di sviluppo in 3-D, il team ha definito due distinti tipi di formazione del cancro originati da cellule duttali: i tumori “endofiti” che crescono nei dotti e nei tumori “esofitici” che crescono verso l’esterno. Per scoprire cosa fa crescere le cellule tumorali in un modo particolare, i ricercatori hanno analizzato le immagini 3D dettagliate e hanno lavorato con i biofisici del Crick che hanno creato sofisticati modelli di computer.

Vedi anche, Perché alcuni tipi di cancro del pancreas colpiscono solo le giovani donne.

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“Abbiamo realizzato una simulazione dei dotti, descrivendo la geometria delle singole cellule per comprendere la forma del tessuto”, spiega il biofisico Dr. Silvanus Alt, autore principale del documento. “Il modello e i risultati sperimentali hanno entrambi confermato che il cancro è cresciuto verso l’esterno quando il diametro del condotto era inferiore a circa venti micrometri, circa un cinquantesimo di millimetro“.

Il lavoro è stato reso possibile da una collaborazione interdisciplinare tra due gruppi di ricerca del Crick, guidati dal Dr. Axel Behrens e dal Dr. Guillaume Salbreux. Il gruppo di Axel lavora sulle cellule staminali e sul cancro del pancreas, mentre Guillaume si concentra sull’utilizzo della fisica per comprendere i processi biologici.

“Abbiamo iniziato a discuterne quando ci siamo incontrati nel capannone delle bici”, dice Axel. “È incredibile quello che può venire fuori da un incontro casuale, ora abbiamo una tecnica brevettata per vedere le forme tridimensionali dei tumori e una comprensione biofisica dell’emergenza dei tumori. Ora che sappiamo che il cancro del pancreas può svilupparsi in questi due modi diversi , possiamo iniziare a valutare se è probabile che uno sia più aggressivo dell’altro o che possano diffondersi in un modo diverso. Tra molti anni questo potrebbe portare a migliori opzioni diagnostiche o terapeutiche “.

Il team ha anche applicato la tecnica ad altri organi e ha scoperto che i tumori delle vie aeree dei polmoni e dei dotti del fegato si comportano nello stesso modo. Questo dimostra che il meccanismo scoperto dai team non è specifico per il pancreas e si applica anche ad altri tumori.

“Sia i dati che i nostri modelli indicano che i due diversi meccanismi di crescita del tumore dipendono esclusivamente dalla fisica innata del sistema”, spiega il Dott. Guillaume Salbreux. “Come la maggior parte dei tumori, il cancro del pancreas duttale inizia con una singola cellula difettosa che inizia a dividersi. Abbiamo scoperto che molto rapidamente, quando ci sono solo poche cellule, il tumore ha già iniziato a crescere verso l’interno o verso l’esterno a seconda del diametro del condotto. Il processo fondamentale ci aiuterà a capire meglio come il cancro cresce in molti punti del corpo “.

Il Professor Andrew Biankin, esperto di cancro al pancreas del Cancer Research UK, afferma: “Questa svolta tecnologica ha il potenziale di sbloccare molte domande senza risposta di grande importanza nel modo in cui comprendiamo e trattiamo il cancro del pancreas. È fondamentale capire meglio come si comportano questi cancri fin dalle prime fasi , per sviluppare trattamenti per una malattia in cui i tassi di sopravvivenza sono rimasti ostinatamente bassi”.

Fonte, Nature

 

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