I ricercatori sul cancro lottano per identificare le cellule tumorali che sono disseminate all'interno dei tessuti non maligni perché le cellule tumorali sfruttano l'ambiente tissutale e monopolizzano le risorse disponibili per continuare a crescere. I ricercatori attribuiscono la capacità delle cellule cancerose di utilizzare la segnalazione cellulare e le vie metaboliche che annullano le normali restrizioni della crescita cellulare a complicati scambi chimici tra tessuti e cellule tumorali. Un nuovo approccio promette di iniziare ad analizzare le interazioni cellula-cellula in questo ambiente complesso.

I ricercatori dell'Università di Washington hanno dimostrato una nuova tecnica per mappare il flusso di biomolecole dentro e intorno ai tumori solidi. In un numero speciale di Biointerfasi che sta mettendo in evidenza le donne nel campo della scienza delle biointerfacce, il gruppo utilizza la spettrometria di massa di ioni secondari a tempo di volo (ToF-SIMS) per osservare come si muovono le molecole e come i tumori inviano segnali al loro microambiente e assorbono le risorse del tessuto locale.

"La gente vedrà che questa tecnica TOF-SIMS, quando combinato con la conoscenza del comportamento delle cellule tumorali, permetterà ai ricercatori di capire cosa sta succedendo a livello molecolare chimico, "ha detto Lara Gamble, un autore sulla carta. "Ci sono alcune molecole, lipidi o combustibili che i tumori succhiano via dai tessuti normali per aiutarli a crescere?"

Le cellule tumorali possono assorbire lipidi dalle cellule vicine per aiutare a costruire membrane più grandi e fornire energia alle cellule tumorali gonfie. I vasi sanguigni possono rompersi, lasciando "laghi di sangue" all'interno di tumori che alcuni ricercatori ritengono alimentano il tumore in crescita.

Sono stati sviluppati vari metodi per identificare dove si trova un tumore e come utilizza il tessuto connettivo come i vasi sanguigni per sostenere la sua crescita, ma, fino a poco tempo fa, si è capito poco su quali tipi di segnali i tumori utilizzino per raggiungere questo obiettivo. Per rispondere a questa domanda, Gamble e i suoi colleghi usano TOF-SIMS per far esplodere regioni su nanoscala di un tumore in modo che le parti lascino il campione ed entrino in uno spettrometro di massa. Questo dispositivo quindi separa e conta le molecole in base al loro peso molecolare.

Scansione di aree di 800 nanometri o meno, l'approccio genera una mappa per la presenza di una particolare molecola in un campione di tumore. Si dice che un millimetro quadrato richieda circa un'ora e mezza per mappare.

Il gruppo ha testato la loro tecnica su un modello murino inducibile di tumorigenesi neuroendocrina pancreatica che è ben consolidato come modello per studiare l'interazione tra oncogeni e soppressori del tumore, che insieme generano tumori altamente aggressivi.

Quando mappato, i microambienti del tumore del topo hanno mostrato cambiamenti significativi nel metabolismo. La tecnica ToF-SIMS è stata in grado di identificare alterazioni al normale flusso di un'ampia varietà di molecole che vanno da lipidi e nucleotidi più grandi fino a singoli ioni.

Prossimo, Gamble e il suo gruppo hanno in programma di utilizzare la loro tecnica su punti temporali precedenti di induzione del tumore nel tentativo di tracciare una serie di segnali chimici che raccontano la storia della crescita del tumore al pancreas.

"Stiamo anche cercando di vedere se c'è diafonia tra i tumori, " Ha detto Gamble. "Vorremmo identificare le molecole che potrebbero sia avviare che mantenere la crescita del tumore".