Il microchip che svela le metastasi: ricercatori IRCCS Galeazzi e MIT mostrano come il cancro attacca gli organi

Milano, 29 aprile 2014 – Comprendere i processi di metastatizzazione e i meccanismi che permettono la diffusione di un tumore maligno in determinati tessuti dell’organismo: questi gli obiettivi che hanno mosso nel loro ultimo lavoro Simone Bersini, Chiara Arrigoni e Matteo Moretti del Laboratorio di Ingegneria Cellulare e Tissutale dell’IRCCS Galeazzi insieme ai colleghi del Massachusetts Institute of Technology di Boston. Lo studio, ripreso dall’autorevole settimanale internazionale The Economist, è stato pubblicato sulla rivista scientifica Biomaterials. Il team, che comprende studiosi italiani, statunitensi e coreani è riuscito per la prima volta a ricostruire in laboratorio, con un modello tridimensionale che utilizza cellule umane, il processo di formazione di metastasi ossee derivanti dal cancro del seno.
Quasi il 70% dei pazienti con un tumore della mammella in stato avanzato va incontro a metastasi ossee: una correlazione frequente e riconosciuta, che i ricercatori sono riusciti a riprodurre e osservare.
Per ricostruire l’ambiente “naturale” del tessuto osseo a contatto con la parete dei vasi sanguigni, su un piccolo microchip sono stati creati diversi “canali” contigui, all’interno dei quali sono state inserite cellule staminali mesenchimali umane per formare osso e cellule endoteliali per generare i vasi. All’interno dei “vasi ingegnerizzati” i ricercatori hanno poi iniettato delle cellule tumorali umane di carcinoma mammario e osservato il processo di extravasazione, cioè il passaggio delle cellule tumorali attraverso la parete del vaso sanguigno all’interno del tessuto osseo.
I ricercatori hanno dunque potuto analizzare uno dei meccanismi molecolari alla base del processo di specifica attrazione delle metastasi del cancro del seno verso il tessuto osseo. È stato osservato che CXCL5, una molecola prodotta dalle cellule ossee, è in grado di “attirare” le cellule tumorali interagendo con CXCR2 un recettore caratteristico disposto sulla loro membrana cellulare.
Il modello presentato nello studio potrà in futuro essere utilizzato per osservare il diffondersi di altri tipi di cancro e per verificare l’azione di nuovi farmaci anti metastatici.
Primo autore della ricerca, Ing. Simone Bersini: “L’innovatività di questo modello risiede nella ricostruzione di un microambiente tridimensionale contenente cellule umane, in grado di riprodurre in modo accurato il processo di metastatizzazione verso il tessuto osseo così come avviene all’interno del corpo umano. Apre le porte verso lo sviluppo di modelli avanzati che possano limitare la sperimentazione animale e condurre allo sviluppo di farmaci sempre più efficaci e selettivi.”
Il responsabile del Laboratorio di Ingegneria Cellulare e Tissutale dell’IRCCS Galeazzi, Ing. Matteo Moretti: “Il progetto è nato per poter studiare più accuratamente i meccanismi molecolari coinvolti nei processi metastatici dell’osso, grazie all’uso di cellule umane per generare tessuti biologici in 3D. Nella prospettiva di una medicina sempre più attenta al singolo individuo, pone le basi per la creazione di modelli personalizzati che riproducono i tessuti e le condizioni specifiche di un individuo, permettendo la selezione di farmaci e terapie più mirate ed efficaci”.
Lo studio è stato possibile grazie a finanziamenti del National Cancer Institute e del Ministero della Salute Italiano