Capire quando e perché un tumore diventa invasivo resta una delle questioni più complesse dell’oncologia moderna. Non è solo una sfida scientifica: dalle metastasi – responsabili della maggior parte dei decessi tra i pazienti oncologici – dipende una parte decisiva della prognosi. Finora, la ricerca si è concentrata prevalentemente sui meccanismi genetici e molecolari: mutazioni del DNA, attivazione o silenziamento di geni, alterazioni delle proteine che regolano crescita, adesione e movimento cellulare. Un approccio che ha prodotto risultati fondamentali, ma che oggi si arricchisce di una nuova prospettiva.
Uno studio pubblicato su Nature Materials propone infatti di osservare il tumore anche come un materiale fisico. In questa visione, la sua “consistenza” – ovvero il grado di coesione, rigidità e la capacità delle cellule di muoversi e riorganizzarsi – diventa un fattore determinante nella sua capacità di diffondersi. La ricerca, coordinata da IFOM – Istituto AIRC di Oncologia Molecolare insieme al Dipartimento di Oncologia ed Emato-Oncologia dell’Università Statale di Milano, e condotta da Stefano Marchesi sotto la guida di Andrea Disanza e Giorgio Scita, con la collaborazione del fisico Fabio Giavazzi e di scienziati del National Institutes of Health, introduce un elemento chiave: la viscosità del tessuto tumorale.
Per comprenderne il significato, i ricercatori utilizzano un’immagine semplice ma efficace. Come una goccia su una superficie: il miele, più viscoso, resta compatto e si espande lentamente; l’acqua, meno viscosa, si allarga rapidamente. La differenza sta proprio nella viscosità, cioè nella resistenza di un materiale a deformarsi e fluire. Secondo lo studio, un principio analogo si applica anche ai tumori. La loro capacità di “scorrere”, riorganizzarsi e invadere i tessuti circostanti non dipende solo da fattori biologici, ma anche da proprietà fisiche. Un cambio di paradigma che potrebbe aprire nuove strade nella comprensione – e in prospettiva nel trattamento – della progressione tumorale.
“Quando un tumore è più ‘compatto’ – spiega Giorgio Scita, Direttore del Laboratorio IFOM ‘meccanismi di migrazione delle cellule tumorali’ e Professore Ordinario di Patologia Generale al DIPO della Statale di Milano – le cellule tendono a restare coese, come in una sostanza densa. Quando invece diventa più ‘fluido’, le cellule riescono a riorganizzarsi e muoversi più facilmente, favorendo la disseminazione. In questo senso, la progressione tumorale può essere vista anche come una transizione da uno stato più solido a uno più fluido”.
Al centro di questo meccanismo c’è una proteina: IRSp53. I ricercatori hanno osservato che, quando i livelli di questa proteina diminuiscono o la sua distribuzione nelle cellule si altera, il tessuto tumorale perde viscosità. È come se il tumore passasse da una consistenza simile al miele a una più simile all’acqua, diventando più dinamico e invasivo.
“Uno degli aspetti più innovativi del lavoro – precisa Andrea Disanza, ricercatore presso IFOM e DIPO della Statale di Milano – è la capacità di collegare fenomeni che avvengono su scale diverse. A livello molecolare, IRSp53 interagisce con la proteina Afadin, contribuendo a mantenere l’organizzazione delle giunzioni tra cellule. Questo si traduce, a livello cellulare, in un controllo della tensione e della coesione tra cellule. Infine, su scala più ampia, queste proprietà determinano il comportamento collettivo del tessuto, inclusa la sua viscosità”.
Grazie all’integrazione tra modelli fisici, esperimenti biofisici avanzati e biologia molecolare, lo studio dimostra come una variazione in una singola proteina possa avere effetti macroscopici sul comportamento del tumore. Un elemento particolarmente rilevante è il riscontro clinico. “Analizzando campioni di tumore al seno in collaborazione con patologi dell’Istituto Europeo di Oncologia – illustra Stefano Marchesi, ricercatore IFOM e primo autore dello studio – abbiamo osservato che bassi livelli o una distribuzione anomala di IRSp53 sono associati a una prognosi peggiore e a una maggiore probabilità di evoluzione verso forme invasive. Questo suggerisce che la viscosità tissutale non sia solo un concetto teorico, ma un parametro con un impatto reale sulla malattia”.
Le tecnologie oggi disponibili permettono di leggere il tumore a livello genetico e molecolare. Questo lavoro aggiunge un nuovo livello di comprensione: quello delle proprietà fisiche emergenti del tessuto. È come se, oltre a conoscere il “codice” del tumore, fosse ora possibile comprenderne anche il comportamento materiale. Si tratta di un cambio di prospettiva importante, che apre nuove possibilità per identificare tumori più aggressivi, prevederne l’evoluzione e, in futuro, intervenire non solo sui meccanismi molecolari, ma anche sulle proprietà fisiche che ne regolano la diffusione. Questo studio, realizzato grazie al sostegno di ERC-Synergy, Fondazione AIRC e al programma AIRC 5×1000 coordinato da Stefano Piccolo, rappresenta anche un esempio emblematico di ricerca interdisciplinare, in cui biologi, fisici e clinici lavorano insieme per costruire una visione integrata del cancro. Un approccio che potrebbe rivelarsi sempre più centrale per affrontare la complessità delle malattie oncologiche.
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