Cosa possiamo imparare dalle cellule

LEUCEMIA MIELOIDE ACUTA

Cosa possiamo imparare dalle cellule

» In uno stesso paziente oncologico esistono cellule tumorali differenti tra loro, che si comportano in modo diverso, ovvero crescono, sviluppano metastasi e rispondono in modo proprio alle terapie. Si parla in proposito di una diversa “firma genetica” che viene espressa da queste cellule e che presenta caratteristiche appunto uniche.

È proprio l’eterogeneità cellulare a rappresentare la causa principale di resistenza ai trattamenti oncologici, per cui riuscire a riconoscere e prevedere i comportamenti delle cellule.

La Prof.ssa Rong Lu, docente di Biologia delle Cellule Staminali e Medicina Rigenerativa del corso di Ingegneria Biomedica presso la University of Southern California di Los Angeles nonché membro della Leukemia & Lymphoma Society, in collaborazione con il Dott. Akil Merchant, oncologo e direttore del Merchant Laboratory del Cedars-Sinai Medical Center, ha guidato un team di ricerca che ha studiato le applicazioni di una nuova tecnologia genetica per lo studio delle cellule tumorali, i cui risultati sono apparsi sulla rivista Nature Communications.

Nello specifico, i ricercatori hanno integrato due tecnologie già esistenti: una permette di leggere l’espressione genica delle singole cellule di pazienti con leucemia, l’altra consente di identificare le cellule leucemiche in modo univoco, di monitorarle e di tracciare tutte le cellule figlie, per capire come prosegue l’evoluzione dalla cellula madre.

La nuova tecnologia messa a punto nel laboratorio della Prof.ssa Lu ha permesso di osservare il comportamento delle cellule malate nei topi. Da questi esperimenti è emerso come le cellule tumorali che esprimono uno stesso gene tendono a concentrarsi e a colonizzare determinate aree dell’organismo.

Gli scienziati hanno provato, quindi, a disattivare questi geni e hanno notato come le cellule leucemiche abbiano iniziato così a migrare altrove, perdendo la loro capacità di aderire ad altre cellule localizzandosi preferibilmente in alcuni organi, come ad esempio la milza, o nel sangue e nel midollo osseo.

«Con il nostro studio siamo stati in grado di identificare geni precedentemente sconosciuti, che sono coinvolti nella progressione della malattia e nella resistenza alla chemioterapia. Tali geni potrebbero fornire nuovi target per le terapie future», ha spiegato la Prof.ssa Lu.

Inoltre, questo studio ha proposto una soluzione ad un problema che interessa le ricerche in ambito oncologico, ovvero lo studio di campioni non rappresentativi delle cellule del paziente, come ad esempio i campioni ematici o le biopsie del midollo osseo. Lo stesso problema della non rappresentatività del campione emerge anche nel trapianto seriale, il metodo per cui le cellule tumorali vengono prima trasferite da un paziente a un topo e successivamente da questo topo ad altri topi.

Non solo: nel caso di pazienti oncologici che hanno sperimentato una ricaduta della malattia, le cellule tumorali sembrano avere minore capacità di sopravvivenza quando vengono trapiantate in un topo.

Come ha sottolineato il Dr. Merchant, i modelli attuali di studio della leucemia «non permettono di cogliere la completa diversità delle cellule tumorali individuali nel singolo paziente, tanto meno all’interno della popolazione generale di pazienti affetti da questa malattia».

Questo nuovo sistema sperimentale sembra essere capace di prevedere come l’espressione genica delle singole cellule leucemiche possa influenzare la progressione della malattia e la resistenza al trattamento, aprendo dunque nuove possibili strade per il controllo della leucemia e il suo trattamento.

Bibliografia e Fonti:

Contreras-Trujillo H, Eerdeng J, Akre S, et al. Deciphering intratumoral heterogeneity using integrated clonal tracking and single-cell transcriptome analyses, Nature Communications, 2021; 12 (6522): 1-14. doi: 10.1038/s41467-021-26771-1.

Lytal C. How alike are the cancer cells from a single patient?, Keck School of Medicine of USC, comunicato stampa dell’11 Novembre 2021.