Uno studio su Nature Materials mostra che la viscosità del tessuto tumorale, regolata dalla proteina IRSp53, può determinare la capacità del tumore di diffondersi e diventare invasivo.
Comprendere perché e quando un tumore acquisisce caratteristiche invasive rappresenta una delle questioni più cruciali della ricerca oncologica contemporanea, anche perché le metastasi costituiscono la principale causa di morte tra i pazienti affetti da cancro. Fino a oggi, gli studi si sono concentrati prevalentemente sugli aspetti genetici e molecolari, analizzando le mutazioni del DNA, i processi di attivazione o inattivazione di specifici geni e le modificazioni delle proteine coinvolte nella crescita, nell’adesione e nella mobilità cellulare.
Un nuovo studio pubblicato su Nature Materials introduce però una prospettiva complementare: considerare il tumore anche come un materiale fisico, la cui “consistenza” (ovvero il grado di coesione, rigidità e la capacità delle cellule di muoversi, riorganizzarsi e “scivolare” reciprocamente all’interno del tessuto) può influenzarne direttamente la capacità di diffusione.
Il tumore come materiale fisico
La ricerca, coordinata da IFOM – Istituto AIRC di Oncologia Molecolare e dal Dipartimento di Oncologia ed Emato-Oncologia (DIPO) dell’Università Statale di Milano e guidata da Stefano Marchesi sotto la supervisione di Andrea Disanza e Giorgio Scita, con la collaborazione del fisico Fabio Giavazzi (Università degli Studi di Milano) e di ricercatori del National Institutes of Health di Bethesda (USA), evidenzia come la viscosità del tessuto tumorale rappresenti un parametro determinante per comprenderne il comportamento biologico.
Il fenomeno può essere paragonato alla diffusione di una goccia su una superficie: una goccia di miele rimane compatta e si espande lentamente, mentre una goccia d’acqua si allarga rapidamente. La differenza risiede nella viscosità, cioè nella resistenza di un materiale alla deformazione e al flusso. Secondo gli autori, un processo analogo avviene anche nei tumori.
“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 del processo individuato dai ricercatori si trova la proteina IRSp53. Le analisi hanno mostrato che la diminuzione dei suoi livelli o un’alterazione della sua distribuzione intracellulare comportano una riduzione della viscosità del tessuto tumorale. In termini pratici, il tumore passa da una consistenza più compatta, paragonabile al miele, a una più fluida, simile all’acqua, diventando così più dinamico e maggiormente invasivo.
Dal livello molecolare al comportamento del tessuto
“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 di modelli fisici, esperimenti biofisici avanzati e approcci di biologia molecolare, lo studio dimostra come la variazione di una singola proteina possa produrre effetti macroscopici sul comportamento complessivo del tumore.
Il riscontro clinico nei tumori al seno
Un aspetto particolarmente significativo riguarda la validazione clinica dei risultati. “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 attuali consentono già un’analisi approfondita del tumore dal punto di vista genetico e molecolare. Questo lavoro introduce però un ulteriore livello interpretativo: quello delle proprietà fisiche emergenti del tessuto. In altre parole, oltre a decifrare il “codice” biologico del tumore, diventa possibile comprenderne anche il comportamento materiale.
Nuove prospettive diagnostiche e terapeutiche
Il cambio di prospettiva proposto apre scenari rilevanti per la ricerca e la pratica clinica: potrebbe infatti consentire di identificare con maggiore precisione i tumori più aggressivi, anticiparne l’evoluzione e, in prospettiva, sviluppare strategie terapeutiche capaci di intervenire non soltanto sui meccanismi molecolari, ma anche sulle proprietà fisiche che regolano la diffusione tumorale.
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