Le metastasi sono in gran parte responsabili del tasso di mortalità dei pazienti con tumori solidi; la prognosi dei malati di cancro si riduce significativamente se vengono diagnosticate metastasi. Fino ad ora non esisteva alcuna procedura disponibile per prevedere in modo affidabile la probabilità di future metastasi.
Un team di scienziati provenienti da Danimarca e Germania, guidato dal Professore Dr. Raphael Reuten della Facoltà di Medicina dell’Università di Friburgo e dal Professor Hauke Clausen-Schaumann dell’Università di Scienze Applicate (HM) di Monaco, ha ora fatto il primo passo verso la diagnosi precoce della formazione di metastasi: hanno sviluppato un metodo facile da usare per analizzare la membrana basale nel corpo umano, perché le sue proprietà meccaniche sono un fattore cruciale durante il processo metastatico.
I risultati sono stati pubblicati su Nature Protocols.
Le membrane basali più morbide sono più difficili da superare
“Siamo convinti che la pubblicazione di questo metodo sotto forma di un protocollo dettagliato consentirà di avvicinarci ad una diagnosi precoce della formazione di metastasi“, afferma Reuten. Utilizzando il protocollo, gli scienziati di tutto il mondo saranno in grado di identificare gli individui che possiedono meccanismi distinti della membrana basale e se questi sono associati alla formazione di metastasi.
La membrana basale è una struttura della matrice extracellulare – la massa proteica esterna alle cellule – che circonda tutti i vasi sanguigni, molti organi e anche i tumori.
In passato si presumeva che questa struttura fosse solo una barriera che le cellule tumorali dovevano superare con l’aiuto dei propri meccanismi. Tuttavia, in un articolo del 2021, Reuten e Clausen-Schaumann sono stati in grado di dimostrare che le proprietà meccaniche della membrana basale sono di per sé un fattore decisivo che influenza la metastasi delle cellule tumorali e quindi anche la prognosi dei malati di cancro: più morbida è la membrana basale, meno cellule tumorali superano questa barriera, con conseguente diminuzione delle metastasi, e una maggiore sopravvivenza.
Analisi tramite software semiautomatico
Insieme alla clinica di ostetricia e ginecologia del Centro medico universitario di Friburgo e al dipartimento di patologia del Rigshospitalet di Copenaghen, gli scienziati hanno ora pubblicato uno strumento di analisi sotto forma di una guida passo passo dettagliata e di facile utilizzo, che mostra come determinare la meccanica proprietà della membrana basale nei polmoni umani.
Il team ha inoltre messo a disposizione della comunità scientifica un software semiautomatico per l’analisi dei dati di misurazione e l’identificazione della membrana basale. In futuro questo software diventerà ancora più potente grazie all’Intelligenza Artificiale.
“Una volta che avremo dati più completi, verrà implementato il riconoscimento completamente automatizzato della membrana basale utilizzando l’apprendimento automatico“, afferma il primo autore dello studio, Bastian Hartmann dell’Università di Scienze Applicate (HM) di Monaco.
La membrana basale ha uno spessore di soli 100-400 nanometri (circa un decimillesimo di millimetro). “Localizzarla esattamente nel tessuto, misurarne le proprietà meccaniche e distinguerla esattamente da quella del tessuto circostante è stata una sfida eccezionale“, afferma il biofisico Hauke Clausen-Schaumann. “Siamo stati in grado di risolvere questo problema con una combinazione di microscopia ottica e microscopia a forza atomica. Il nuovo protocollo ora espande questa procedura per includere la membrana basale dei polmoni umani rendendola utilizzabile per gli utenti non esperti“.
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Ulteriori risultati per la ricerca sul cancro
Gli scienziati prevedono che con il loro metodo si otterranno importanti scoperte per la ricerca sul cancro. Questo perché, sebbene i tumori rimodellino molte strutture del corpo per farle soddisfare le loro esigenze, indipendentemente da tali cambiamenti legati al cancro, le proprietà meccaniche individuali della membrana basale hanno un’influenza decisiva sul processo di metastasi.
“Pertanto, potrebbe essere possibile“, teorizza Reuten, “che alcuni meccanismi della membrana basale rendano alcune persone in linea di principio più vulnerabili allo sviluppo di metastasi“.
Fonte:Nature Protocols
