Comprendere come le cellule cancerose si diffondono da un tumore primario è importante per una serie di ragioni, inclusa la determinazione dell’aggressività della malattia stessa. Il movimento delle cellule nella matrice extracellulare (ECM) del tessuto vicino è un passo essenziale nella progressione del cancro che è direttamente correlato alla comparsa delle metastasi.
In uno studio pubblicato su APL Bioengineering un team di ricercatori provenienti da Germania e Spagna ha utilizzato un pannello di linee cellulari di cancro al seno ed espianti di tumore primario da pazienti affetti da cancro al seno e alla cervice per esaminare due diverse modalità di contrattilità cellulare:una che genera tensione superficiale collettiva del tessuto che mantiene compatti i cluster cellulari e un'altra, più direzionale , contrattilità che consente alle cellule di inserirsi nell'ECM.
"Ci siamo concentrati su due parametri, vale a dire la capacità delle cellule di tirare le fibre dell'ECM e generare forze di trazione e sulla loro capacità di tirarsi a vicenda, generando così un'elevata tensione superficiale dei tessuti", ha affermato l'autrice Eliane Blauth. "Abbiamo collegato ciascuna proprietà a diversi meccanismi contrattili e ci siamo chiesti come siano collegati alla fuga delle cellule tumorali e all'aggressività del tumore."
Il team ha scoperto che le cellule più aggressive esercitano una trazione più forte sull'ECM che su se stesse, mentre le cellule non invasive esercitano una trazione più forte su se stesse che sull'ECM e che i diversi comportamenti di trazione sono attribuiti a diverse strutture del citoscheletro di actina all'interno delle cellule.
Le cellule invasive utilizzano prevalentemente fibre di stress di actina, spessi fasci di actina che attraversano la cellula, per generare forze sull'ambiente circostante, mentre le cellule non invasive generano forze attraverso la corteccia di actina, una sottile rete direttamente sotto la membrana cellulare.
Lo studio ha dimostrato che non è l'entità complessiva di queste modalità di contrattilità, ma l'interazione tra di esse a determinare il potenziale di fuga di una cellula. Esperimenti con cellule solo moderatamente invasive hanno dimostrato che la forza totale che queste cellule generano sulle fibre dell'ECM è paragonabile a quella delle cellule non invasive, ma possono comunque staccarsi e invadere l'ECM, cosa non possibile per le cellule non invasive.
"Le cellule non invasive hanno ancora un'elevata contrattilità corticale, che le tiene insieme, mentre le cellule moderatamente invasive hanno una contrattilità corticale quasi scomparsa", ha detto Blauth. "Quindi non c'è molto che li trattenga, anche se esercitano una trazione molto più debole sulle fibre dell'ECM."
Le misurazioni del team con espianti di tumori vitali derivati dai pazienti hanno confermato i risultati degli esperimenti sulle linee cellulari. Qui, il numero di cellule con elevata contrattilità corticale è diminuito durante la progressione del tumore.
"Ciò indica inoltre che la capacità delle cellule di attirarsi a vicenda e di mantenersi raggruppate diventa più debole man mano che il tumore cresce, aumentando potenzialmente il rischio di metastasi."
Ulteriori informazioni: Diverse modalità di contrattilità controllano la fuga delle cellule dagli sferoidi multicellulari e dagli espianti tumorali, Bioingegneria APL (2024). DOI:10.1063/5.0188186
Informazioni sul giornale: Bioingegneria APL
Fornito dall'American Institute of Physics
