Un dottorato di ricerca dell'Università di Loughborough. studente ha fornito nuove informazioni su come le cellule del cancro al seno interagiscono con le cellule del nostro corpo utilizzando un nuovo modello 3D.

Il biochimico Mj Brown, della Scuola dello Sport, Scienze motorie e della salute, ha studiato il modo in cui le cellule staminali mesenchimali umane (hMSC) e le cellule del cancro al seno interagiscono e influenzano l'invasività reciproca, un concetto che in precedenza aveva lasciato perplessi gli scienziati.

Le hMSC si trovano nel midollo osseo e sono importanti per rigenerare e riparare le aree danneggiate del corpo in quanto possono differenziarsi in una varietà di tipi di cellule, compresi quelli che fanno ossa, cartilagine, muscolo e grasso.

I ricercatori sul cancro hanno rivolto la loro attenzione alle hMSC mentre viaggiano naturalmente verso i tumori quando compaiono nel corpo e interagiscono con le cellule tumorali.

Sono particolarmente desiderosi di capire se le hMSC possono interagire con le cellule per prevenire il "carcinoma mammario secondario" poiché questo tipo di cancro è incurabile.

Il cancro al seno secondario si verifica quando le cellule tumorali di un tumore primario nel seno si diffondono ai tessuti vicini come i polmoni, ossa e fegato attraverso il sangue o il sistema linfatico, un processo noto come "metastasi".

Sebbene le hMSC siano naturalmente attratte da queste cellule cancerose "invasive", come le cellule interagiscono e si influenzano a vicenda non è chiaro e i precedenti progetti di ricerca sono divisi nei loro risultati, con alcuni risultati, le hMSC promuovono la metastasi e altri concludendo che la riducono.

Lo studio di Mj si è concentrato su MDA-MB-231, un tipo di linea cellulare di cancro al seno nota per essere estremamente invasiva.

La sua ricerca ha scoperto che le hMSC riducono drasticamente l'invasività delle cellule del cancro al seno MDA-MB-231.

E ciò che rende la sua ricerca speciale e diversa dagli studi precedenti, è il fatto che ha usato un modello 3D.

La maggior parte degli scienziati osserva come i tumori interagiscono con le cellule coltivando tumori nei topi o utilizzando colture monostrato 2-D, cellule che vengono coltivate in un piatto, piatto e fianco a fianco, in condizioni controllate.

La crescita dei tumori nel corpo (in vivo) dei topi non è rappresentativa di ciò che accade negli esseri umani a causa delle differenze nel microambiente, e anche i modelli 2-D hanno i loro limiti in quanto i tumori non sono piatti, sono cellule 3D e tattili che sono tutt'intorno a loro, non solo quelli ai lati di esso.

Come Ph.D. di Mj. supervisore Dr. Mhairi Morris, che è anche coautore dello studio, lo descrive, modellare i tumori in 2-D è come "giocare a calcio sdraiati a terra fianco a fianco, possibile, ma spazzatura".

Il Dr. Morris è a capo di Loughborough per lo sviluppo di modelli di cancro 3-D, modelli basati su cellule creati in laboratorio (in vitro).

la modellazione del cancro in 3-D consente ai ricercatori di vedere come le cellule tumorali interagiscono con tutte le superfici cellulari con cui entrano in contatto, fornendo un quadro più accurato di ciò che accade all'interno del corpo umano.

Sotto la guida del Dr. Morris e anche del Dr. Liz Akam di Loughborough, un esperto in hMSC, Mj ha sviluppato un modello 3D che le ha permesso di esplorare la relazione tra hMSC e cellule di cancro al seno MDA-MB-231.

Ha creato tumori sferici 3D mescolando ("co-coltura") cellule hMSC con le cellule tumorali e sospendendole dal coperchio di un piatto di coltura tissutale.

Una volta formati gli "sferoidi", li ha incorporati nella matrice gelatinosa che imita l'ambiente in cui si trovano le cellule del cancro al seno all'interno del corpo.

Mj ha osservato i cambiamenti di invasività per un periodo di cinque giorni misurando la lunghezza delle proiezioni che le cellule emettono nella matrice - una misura nota dell'invasione cellulare - e ha scoperto che le cellule tumorali sono diventate meno invasive se mescolate con le hMSC.

I suoi risultati forniscono nuove prove su come le cellule tumorali e le cellule staminali interagiscono nel corpo e sottolineano ulteriormente l'efficacia dei modelli 3D.

La ricerca di Mj è importante anche per gli scienziati che lavorano nel campo in quanto, determinando le condizioni ottimali di co-coltura per creare gli sferoidi, ha trovato la fonte del siero, un integratore aggiunto ai terreni di coltura cellulare, che contiene una miscela di proteine ​​necessarie, gli ormoni e altri fattori di crescita che aiutano la crescita cellulare hanno avuto un effetto significativo sulla crescita delle cellule studiate.

Mj ha pubblicato le sue scoperte sulla rivista Bioengineering in un articolo intitolato "Determinare le condizioni per la coltura di successo di sferoidi tumorali 3-D multicellulari per studiare l'effetto delle cellule staminali mesenchimali sull'invasività delle cellule del cancro al seno".

Ha detto dello studio:"Continuare a studiare l'interazione tra hMSC e cellule tumorali nei sistemi 3D è ora essenziale per comprendere ulteriormente questa relazione e l'impatto del microambiente tumorale sulle metastasi.

"L'utilizzo di modelli 3D come quello utilizzato in questo studio offre l'opportunità di studiare le relazioni in vitro e di condurre nuove ricerche sulla modulazione biochimica delle metastasi delle cellule del cancro al seno guidata dalle cellule staminali mesenchimali.

"Spero che la mia ricerca ci permetta di comprendere ulteriormente la relazione tra hMSC e cellule del cancro al seno al fine di sviluppare nuovi metodi terapeutici per prevenire le metastasi del cancro al seno".

Mj sta già sviluppando la sua ricerca e sta ora studiando il ruolo che l'esercizio ha sulla relazione tra hMSC e cellule del cancro al seno e se l'attività fisica potrebbe ridurre ulteriormente l'invasività.

La dottoressa Morris ha commentato:"Siamo così orgogliosi del duro lavoro di Mj e siamo entusiasti di vedere il suo articolo pubblicato su una rivista così prestigiosa.

"Il futuro della modellazione in vitro è in tre - o più! - dimensioni e siamo entusiasti di portare il nostro tocco unico su questo:co-coltura di cellule di cancro al seno con hMSC e vedere quale effetto può avere l'esercizio su questa interazione".