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Le cellule di glioblastoma invadono il cervello come free riders neuronali

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Astratto grafico. Credito: Cellula (2022). DOI: 10.1016/j.cell.2022.06.054

Alcune cellule dei glioblastomi, la forma più aggressiva di tumori cerebrali, imitano le caratteristiche e le strategie di movimento dei neuroni immaturi per colonizzare il cervello. I nuovi risultati fondamentali dei ricercatori dell’Heidelberg University Hospital (UKHD) e della Heidelberg Medical School (MFHD) e del Centro tedesco di ricerca sul cancro (DKFZ) forniscono le prime informazioni dettagliate sui meccanismi di diffusione del tumore. Le cellule di glioblastoma si muovono attraverso il tessuto cerebrale sano, si depositano in una posizione adatta e quindi formano reti maligne attraverso le quali si riconnettono con il “tumore madre”. Questi invasori non solo condividono il loro profilo molecolare con le cellule precursori delle cellule nervose, ma migrano anche secondo gli stessi schemi di movimento e, come questi, stabiliscono contatti con cellule nervose sane del cervello. I risultati sono stati recentemente pubblicati in Cellula e riconosciuto in un editoriale.

I glioblastomi crescono nel cervello come una rete fungina. Pertanto, non possono essere completamente rimossi chirurgicamente e, grazie alla loro rete resiliente, sopravvivono a chemioterapia intensiva e radioterapia. Questo li rende il tumore cerebrale più pericoloso nell’uomo, con un tempo medio di sopravvivenza di circa 15 mesi dopo la diagnosi iniziale. Come avvenga questa crescita caratteristica è oggetto di ricerca da parte dei gruppi di lavoro del Professor Dr. Frank Winkler nella Clinical Cooperation Unit Neurooncology presso UKHD e DKFZ, del Professor Dr. Thomas Kuner, capo del Dipartimento di Neuroanatomia Funzionale presso l’Institute of Anatomy and Cell Biologia e il dottor Varun Venkataramani. Nel 2015, il team ha descritto la rete dei processi cellulari delle cellule di glioblastoma come causa di resistenza alla terapia. Attraverso questo cablaggio, le cellule tumorali possono riparare i danni e scambiare sostanze essenziali per la sopravvivenza. Nel 2019, i ricercatori hanno scoperto che le cellule tumorali ricevono segnali diretti dai neuroni, stimolandoli a crescere.

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Infine, il team ha esaminato più da vicino con un microscopio i diversi tipi di cellule all’interno dei tumori cerebrali. “I glioblastomi sono costituiti da cellule molto eterogenee. Volevamo sapere fino a che punto i vari tipi cellulari differiscono nel loro ruolo biologico”, afferma Winkler. Nel processo, hanno scoperto un sottoinsieme molto agile di cellule tumorali che assomigliano ai precursori delle cellule nervose in diversi modi: nelle loro caratteristiche molecolari, nella loro capacità di muoversi nel cervello e nel modo in cui si connettono e ricevono segnali dal cellule nervose del cervello tramite sinapsi, punti di contatto speciali per la trasmissione del segnale.

“Utilizzando tecniche microscopiche ad alta risoluzione, abbiamo osservato nelle cellule di glioblastoma umano che crescono nel cervello dei topi che queste cellule tumorali si muovono attraverso il cervello secondo lo stesso schema dei predatori che si muovono attraverso il loro territorio in cerca di prede, proprio come le cellule precursori nervose. In tal modo , scansionano l’ambiente con estensioni cellulari fini e ricevono segnali di attivazione dalle cellule nervose attraverso le loro sinapsi, di cui sembrano aver bisogno per l’invasione”, descrive il prof. Kuner. Il suo team ha utilizzato una combinazione di moderni metodi biologici microscopici e molecolari che hanno fornito viste dettagliate e tridimensionali dell’interazione delle cellule nel tessuto, dei loro contatti cellula-cellula e delle loro proprietà molecolari.

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Al microscopio, è diventato evidente che dopo che le cellule in espansione hanno trovato una posizione favorevole, cambiano le loro proprietà molecolari e si trasformano in un tipo di cellula che non si muove più ma forma reti. “Il comportamento è simile alla colonizzazione di un nuovo continente: in primo luogo, i singoli coloni si allontanano, prendono contatto con la gente del posto e infine si stabiliscono”, descrive il primo autore, il dottor Varun Venkataramani.

Il professor Wolfgang Wick, direttore medico della clinica neurologica dell’UKHD, vede i risultati come una pietra miliare nel campo della “Neuroscienza del cancro”, la scienza della complessa interazione tra il sistema nervoso e le cellule tumorali: “Per la prima volta , capiamo cosa fanno i diversi tipi cellulari di un glioblastoma, quali caratteristiche molecolari sono associate a quale comportamento e quale tipo di cellula è responsabile della crescita tumorale invasiva.Al contrario, il tipo di cellula che forma la rete che si sviluppa da questi è responsabile della resistenza Questa conoscenza potrebbe fornire punti di partenza per nuove terapie”. Il prossimo passo è decodificare ulteriormente i meccanismi molecolari del movimento, della comunicazione con le cellule nervose e del networking.


Fornito da Universitätsklinikum Heidelberg

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