Il cancro al cervello è difficile da contenere ed è spesso resistente ai metodi di trattamento convenzionali. La previsione del comportamento delle cellule tumorali richiede una migliore comprensione del loro meccanismo di invasione. Ora, i ricercatori dell'Università di Fukui, in Giappone, hanno utilizzato nanofibre ad alta densità che imitano il microambiente del cervello per catturare queste cellule tumorali, aprendo le porte a nuove soluzioni terapeutiche per il cancro al cervello aggressivo.

Il nostro corpo guarisce le sue ferite essenzialmente sostituendo le cellule danneggiate con nuove cellule. Le nuove cellule spesso migrano verso il sito della lesione, un processo noto come migrazione cellulare. Tuttavia, la migrazione cellulare anormale può anche facilitare il trasporto e la diffusione delle cellule tumorali all'interno del corpo. Il glioblastoma multiforme (GBM) è uno di questi esempi di tumore cerebrale altamente invasivo che si diffonde attraverso la migrazione delle cellule tumorali. La frequenza con cui tali cellule tumorali si diffondono e crescono rende inefficaci i metodi convenzionali di rimozione del tumore. Inoltre, opzioni come la radioterapia e la chemioterapia sono dannose per le cellule sane e causano effetti negativi. Al fine di sviluppare strategie terapeutiche migliorate, è necessaria una comprensione precisa del meccanismo di invasione delle cellule GBM.

Una strategia di trattamento alternativa in considerazione prevede la cattura delle cellule tumorali in migrazione. Si scopre che la migrazione cellulare è dettata dalla struttura e dall'orientamento della matrice extracellulare (ECM) - strutture fibrose che circondano le cellule. Progettando strutture simili con geometrie desiderate, è quindi possibile esercitare il controllo sul processo di migrazione.

Ora, in uno studio pubblicato su ACS Applied Bio Materials , i ricercatori dell'Università di Fukui, in Giappone, hanno progettato una piattaforma basata su nanofibre che assomigliano all'ECM per esaminare il loro effetto sulle cellule GBM. "Abbiamo fabbricato un foglio nanofibroso in cui la densità delle fibre cambia gradualmente da un capo all'altro utilizzando una tecnica chiamata 'elettrofilatura' e abbiamo condotto un esperimento di coltura di cellule tumorali cerebrali", afferma il dottor Satoshi Fujita, che ha guidato lo studio.

I ricercatori hanno osservato chiare distinzioni nel movimento cellulare nelle nanofibre di densità diverse. Hanno scoperto che le fibre più dense promuovevano la formazione di cluster di adesioni focali nelle cellule che provocavano una migrazione cellulare più lenta.

Sfruttando questa correlazione negativa tra il movimento cellulare e la densità delle fibre, i ricercatori sono stati in grado di controllare e dirigere la migrazione delle cellule progettando un foglio nanofibroso con densità che variano gradualmente. Disponendo le fibre in una configurazione da alta a bassa densità, sono state in grado di limitare il movimento delle cellule poiché la maggior parte di esse è stata catturata nelle zone ad alta densità. D'altra parte, una configurazione da bassa ad alta densità ha avuto l'effetto opposto e ha incoraggiato la migrazione.

Inoltre, hanno notato che gli spazi tra le zone ostacolavano la migrazione cellulare, portando le cellule intrappolate nelle zone ad alta densità. Questa migrazione unidirezionale è stata osservata per la prima volta ei ricercatori l'hanno chiamata intrappolamento cellulare, in onore di trappole per pesci e insetti che fanno viaggiare la preda lungo un'unica direzione prima di intrappolarla.

"Lo studio dimostra la fattibilità della cattura delle cellule in migrazione utilizzando nanofibre elettrofilate che imitano il microambiente del cervello", commenta il dott. Fujita.

Il team è entusiasta delle prospettive future della loro piattaforma basata su nanofibre. "È disponibile per la progettazione di materiali per ponteggi, che sono alla base della medicina rigenerativa, in combinazione con varie tecnologie di lavorazione delle fibre e tecnologie di trattamento della superficie dei materiali. Ciò potrebbe portare allo sviluppo di applicazioni pratiche di medicinali rigenerativi", afferma il dott. Fujita , "Inoltre, può essere utilizzato come tecnologia di elaborazione per vettori di coltura per una produzione efficiente di farmaci biologici tra cui proteine, anticorpi e vaccini". + Esplora ulteriormente

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