I ricercatori dell'Università del Texas a Dallas hanno ideato una nuova tecnica per isolare le cellule aggressive ritenute la radice di molti tumori metastatici difficili da trattare, un passo significativo verso lo sviluppo di nuovi farmaci che potrebbero colpire queste cellule.

"Il nostro laboratorio è interessato a trovare modi per prevenire la recidiva del cancro, " ha detto il dottor Jiyong Lee, assistente professore presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica della School of Natural Sciences and Mathematics a UT Dallas. "Il problema è, non tutte le cellule cancerose sono uguali.

"Esiste una piccola popolazione di cellule cancerose che è molto più aggressiva di altre:cellule staminali cancerose, " Lee ha detto. "Questi danno origine a tumori secondari, anche dopo che il tumore primitivo è stato trattato con successo. Le cellule sono notoriamente difficili da trovare, figuriamoci sradicare".

Lee e i suoi colleghi hanno utilizzato un processo in due fasi per ordinare una libreria di 40, 000 composti chimici, cercando qualcosa che si leghi selettivamente alle cellule staminali del cancro al seno, isolandoli dalle cellule di cancro al seno standard.

Il processo di screening ha identificato cinque composti, chiamati ligandi, che si legano specificamente alle cellule staminali del cancro, e i ricercatori ne hanno selezionato uno per uno studio più approfondito. I risultati sono stati pubblicati online di recente in Chimica:una rivista europea .

Sebbene metodi simili siano stati utilizzati per separare le cellule cancerose dalle normali cellule sane, Lee ha detto che i risultati segnano la prima dimostrazione di una tecnica che separa le cellule staminali del cancro da altre cellule tumorali.

"Abbiamo affrontato questo problema in un modo nuovo, e per la prima volta hanno isolato un ligando che si lega specificamente alle cellule staminali cancerose, " Egli ha detto.

Come si ripresenta il cancro

Le cellule staminali si trovano in vari tessuti del corpo, e a differenza delle cellule normali, che hanno una durata limitata, possono dividersi e rinnovarsi per lunghi periodi di tempo. Sono anche non specializzati, nel senso che quando uno di loro si divide, le cellule risultanti possono trasformarsi in un altro tipo di cellula. Per esempio, le cellule staminali nel midollo osseo possono diventare ossa, grasso o cellule del sangue.

Allo stesso modo, cellule staminali del cancro, che si ritiene risiedano nel cuore dei tumori, alimentando la loro crescita, si pensa anche che non siano specializzati e in grado di auto-rinnovarsi fino a trasformarsi in nuove cellule cancerose. I trattamenti più efficaci per i tumori primari lasciano incolumi le cellule staminali del cancro. Anche se un tumore primitivo viene trattato con successo, le cellule staminali del cancro possono viaggiare inosservate dal sistema immunitario attraverso il flusso sanguigno per seminare nuovi tumori altrove, un processo chiamato metastasi.

Tali tumori secondari possono comparire anni dopo e sono spesso più aggressivi e più difficili da trattare.

Sfide nel prendere di mira le cellule staminali del cancro

Molti ricercatori, compreso Lee, credere che uccidere le cellule staminali del cancro in un tumore primario dovrebbe eliminarlo rimuovendo la sua fonte rinnovabile di cellule tumorali, prevenendo anche la genesi di nuovi tumori. Attualmente non esistono farmaci clinicamente testati diretti alle cellule staminali del cancro, Egli ha detto.

La sfida:devi trovare le cellule staminali del cancro prima di poterle uccidere.

"La ricerca in questo campo è stata difficile perché mirare specificamente alle cellule staminali del cancro è stato difficile, "Ha detto Lee. "Ci sono metodi limitati anche per rilevare queste cellule".

gli esperimenti

Utilizzando i dati disponibili sui fattori fisici che differenziano le cellule staminali del cancro, Il gruppo di Lee ha incubato una miscela di cellule staminali del cancro al seno e cellule tumorali non staminali insieme a 40, 000 minuscole perline di plastica, ciascuno rivestito con più copie di un ligando.

Dopo due proiezioni, Lee ha identificato un particolare ligando che credeva legato solo alle cellule staminali del cancro e lo ha usato per separarle dalle cellule tumorali non staminali. A conferma di ciò, ha iniettato ogni set di cellule nei topi e ha monitorato gli animali per la crescita del tumore.

"Nel gruppo delle cellule staminali del cancro, abbiamo ottenuto una rapida crescita del tumore e dimensioni del tumore più grandi di quelle che abbiamo visto nel normale gruppo di cellule tumorali, " ha detto Lee. "Abbiamo anche visto ancora più attività delle cellule staminali del cancro, il che aiuta a spiegare perché questi tumori erano più aggressivi.

"È stato anche entusiasmante non vedere alcuna crescita del tumore nel gruppo che ha ricevuto le cellule tumorali da cui erano state rimosse le cellule staminali del cancro. Questi dati supportano l'idea che se si eliminano le cellule staminali del cancro, si ottiene la degenerazione del tumore."

Possibili applicazioni

Lee immagina che i ligandi che ha identificato vengano usati in più modi, comprese le terapie, diagnostica e imaging.

"La versione più semplice di una terapia sarebbe attaccare un agente tossico al ligando, che si legherebbe quindi selettivamente alle cellule staminali del cancro e le ucciderebbe, "Ha detto Lee. "Sarebbe anche utile adattare questi ligandi in agenti di imaging, che illuminerebbe le cellule staminali del cancro in un paziente e aiuterebbe a determinare le migliori opzioni di trattamento.

"L'applicazione più immediata, anche se, probabilmente utilizzerà la nostra tecnica per isolare le cellule staminali del cancro per ulteriori studi in laboratorio, così come uno strumento di sviluppo di farmaci".