I ricercatori di Erler Group presso il Biotech Research &Innovation Center (BRIC) di Copenhagen hanno scoperto che la rigidità di una struttura a membrana sottile che comprende le cellule e riveste tutti i vasi regola la facilità con cui le cellule tumorali possono violare i tessuti per diffondersi attraverso il corpo, ed è quindi un fattore determinante per la sopravvivenza dei malati di cancro. I risultati sono pubblicati in Materiali della natura oggi.

I ricercatori hanno analizzato cellule, modelli di topo, e campioni di pazienti umani utilizzando metodi biochimici, matematico, e metodi biofisici. Hanno identificato una proteina presente nella struttura della membrana a rete (la membrana basale) associata alla morbidezza del tumore e dei vasi, e buona sopravvivenza dei malati di cancro. I ricercatori hanno testato se la rimozione di questa proteina dalla membrana basale aumenterebbe la diffusione del cancro, che ha fatto, e se l'apporto di questa proteina riducesse la diffusione del cancro, che ha fatto. Hanno continuato a dimostrare che i livelli di questa proteina (netrin-4) già presenti nella membrana basale degli organi possono determinare la diffusione del cancro anche prima che si sviluppi il cancro, in diversi tipi di cancro.

"Questi sono risultati estremamente interessanti che aprono la possibilità di prevedere a quali organi il cancro di una persona si è diffuso molto probabilmente prima ancora di avere il cancro. Queste informazioni hanno quindi il potenziale per guidare e migliorare il trattamento e la cura dei malati di cancro, " ha detto la professoressa Janine Erler, ricercatore senior sulla carta.

Nel loro studio, i ricercatori hanno potuto mostrare per la prima volta l'impatto della composizione della membrana basale sulle sue proprietà meccaniche, influenzando così la trasmigrazione delle cellule cancerose su questo confine proteico all'interno dello spazio intercellulare. Hanno identificato la proteina secreta netrina-4 per aprire i nodi all'interno della rete della membrana basale, che contemporaneamente ammorbidisce la membrana basale e ne aumenta la dimensione della maglia (poro). Questa scoperta inaspettata mette in evidenza che il movimento delle cellule cancerose è controllato in modo dominante dalla rigidità della membrana basale e la dimensione dei pori gioca una parte inferiore. Così, il più netrin-4 all'interno della membrana basale del tumore primario o all'interno dei vasi sanguigni all'interno di organi soggetti a metastasi, meno metastasi, impattando sulla sopravvivenza del paziente. Inoltre, essi dimostrano per la prima volta che le proprietà meccaniche della membrana basale, indipendenti dalle modifiche correlate al cancro, sono un fattore determinante per la sopravvivenza dei malati di cancro.

"Eravamo incredibilmente entusiasti di trovare una spiegazione meccanicistica per le nostre osservazioni in cui la modellizzazione teorica corrispondeva da vicino ai nostri dati sperimentali. Potremmo dimostrare che più molecole di netrina-4 sono presenti, più morbida è la membrana basale e più difficile per una cellula attraversare questa membrana mantenendo così le cellule contenute in un'area. Attualmente stiamo esplorando il potenziale terapeutico e diagnostico dei nostri risultati. Il nostro studio è il risultato di un enorme sforzo di collaborazione da parte di ricercatori in Danimarca, Svezia, Germania, il Regno Unito, e Belgio, abbracciando molte discipline, che è stata la chiave per ottenere risultati entusiasmanti, " ha aggiunto il dottor Raphael Reuten, ricercatore capo dello studio.

Storicamente, c'è stata molta attenzione sulla rigidità della matrice extracellulare che si trova al di fuori delle cellule e l'influenza sulla progressione del cancro. Però, non ci sono stati studi che indaghino l'influenza della rigidità della membrana basale. Inoltre, finora non è stato possibile studiare l'impatto delle proprietà meccaniche della membrana basale sull'invasione cellulare e sulle metastasi del cancro. Le intuizioni meccanicistiche sull'attività della netrina-4 all'interno delle membrane basali hanno consentito ai ricercatori di colmare questa lacuna di conoscenze e presentare nuove opportunità per studiare la rigidità della membrana basale in un'ampia gamma di processi biologici.