Scovate delle proteine in grado di impedire alle cellule tumorali di progredire e creare metastasi

I ricercatori della Johns Hopkins descrivono il passaggio chiave della regolazione delle proteine ​​nella metastasi del cancro

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I ricercatori hanno identificato una specifica proteina che sembra aiutare a prevenire che le cellule tumorali entrino nel flusso sanguigno e si diffondano ad altre parti del corpo.

Abbiamo scoperto che questa proteina, TRPM7, rileva la pressione del fluido che scorre nella circolazione e impedisce alle cellule di diffondersi attraverso il sistema vascolare“, ha affermato Kaustav Bera, dottorando in ingegneria chimica e biomolecolare della Johns Hopkins University e autore principale dello studio, che è stato condotto con i colleghi dell’Università di Alberta e dell’Universitat Pompeu Fabra.

“Abbiamo scoperto che le cellule tumorali metastatiche hanno livelli notevolmente ridotti di questa proteina sensore, ed è per questo che entrano in modo efficiente nella circolazione piuttosto che allontanarsi dal flusso del fluido“, ha detto Bera. I risultati, pubblicati su Science Advances, aiutano a far luce su una parte poco conosciuta della metastasi chiamata intravasazione, quando le cellule tumorali che si sono separate da un tumore primario entrano in circolo per viaggiare in altre parti del corpo e stabilire colonie. I ricercatori mostrano inoltre che aumentare artificialmente l’espressione di TRPM7 nelle cellule tumorali può aiutare a fermare l’intravasazione e, in definitiva, la metastasi.

È noto da tempo che TRPM7 regola il calcio nelle cellule, ma secondo i ricercatori questa nuova visione del suo ruolo nella migrazione cellulare è entusiasmante. “Il processo è simile a ciò che accade quando tocchi un bollitore caldo, senti che è caldo e rimuovi la mano“, ha detto l’autore senior dello studio Konstantinos Konstantopoulos, professore di ingegneria chimica e biomolecolare e membro del Johns Hopkins Kimmel Cancer Center. La proteina rileva il flusso del fluido nel sistema circolatorio e istruisce la cellula a invertire la direzione, inibendo così l’intravaso, ha detto.

Tipicamente, le cellule del corpo umano, ad esempio le cellule muscolari, le cellule adipose e le cellule epiteliali, rimangono contenute nelle rispettive regioni. La principale eccezione sono le cellule del sangue, che pattugliano il corpo combattendo gli agenti patogeni. E poi ci sono le cellule cancerose, che hanno mutazioni che permettono loro di viaggiare e diffondersi. È a questo punto della diffusione che il cancro diventa molto più pericoloso. “A molte persone verrà diagnosticato un tumore primario, ma finché questo tumore è contenuto, una procedura chirurgica può salvare la persona“, ha affermato Christopher Yankaskas, autore principale ed ex membro del laboratorio di Konstantopoulos che ora è uno scienziato presso Thermo Fisher.

Per il loro esperimento iniziale, i ricercatori hanno osservato cellule di fibroblasti sane che si muovevano attraverso microcanali disposti perpendicolarmente in una configurazione a scala in cui il fluido poteva essere controllato. Quando queste cellule hanno incontrato canali in cui il fluido si muoveva, hanno invertito la loro direzione in risposta allo sforzo di taglio esercitato dal flusso. Tuttavia, quando le cellule hanno incontrato canali in cui il fluido non si muoveva, sono entrate in essi.

I ricercatori hanno quindi utilizzato un processo noto come interferenza dell’RNA per impedire alle cellule di esprimere TRPM7. Quello che hanno osservato è stato sorprendente, dicono. Quando questa proteina sensore è stata disabilitata, le cellule sane non hanno più invertito la direzione in risposta al flusso. “Immagina di sollevare il bollitore con un guanto da forno, che riduce la tua sensibilità al calore”, ha detto Konstantopoulos. In esperimenti successivi i ricercatori hanno scoperto che le cellule normali avevano livelli più elevati di TRPM7 rispetto alle cellule del sarcoma (un tipo di cellule tumorali cancerose) e che l’espressione artificiale della proteina nelle cellule tumorali aumentava la loro sensibilità al flusso del fluido. Quando le cellule normali invertono la loro direzione di migrazione, evitano l’esposizione allo stress da taglio, ma questo non è il caso delle cellule tumorali, ha spiegato Konstantopoulos. “Le cellule tumorali sono meno sensibili, ed è per questo che continuano a entrare nel sistema circolatorio”. “L’obiettivo era vedere se potevamo prendere queste cellule cancerose e farle comportare come cellule normali“, ha detto Bera. “E siamo riusciti a farlo.”

Un’analisi separata dei dati dei pazienti umani ha mostrato che quelli con osteosarcoma, cancro al seno, allo stomaco e al fegato che esprimevano alti livelli di TRPM7 avevano maggiori probabilità di vivere più a lungo rispetto a quelli con livelli più bassi della proteina. Sono necessarie ulteriori ricerche, ma il team spera che i risultati possano eventualmente portare a nuove terapie contro il cancro utilizzando l’attivazione di CRISPR, uno strumento emergente di modifica del DNA. “Avremo bisogno di ulteriori sviluppi prima di poterlo portare in ambito clinico, ma crediamo di fornire, per la prima volta, un quadro definitivo del ruolo di TRPM7 in una fase cruciale della metastasi tumorale“, ha affermato Konstantopoulos.