Un nuovo modello che mappa l'intestino vivente consentirà una rappresentazione più realistica dello sviluppo del cancro del colon-retto in laboratorio – riferisce 'Nature'.
Per compiere ulteriori progressi nella lotta contro il cancro, gli scienziati hanno sempre più bisogno di modelli realistici e sofisticati della sua evoluzione. Fino ad oggi sono stati utilizzati modelli animali e metodi semplificati di coltura cellulare. Erano utili, ma non sufficienti per catturare le complesse interazioni dei fattori associati allo sviluppo del cancro. Finora questo non era consentito nemmeno dagli organoidi, cioè versioni in miniatura di organi coltivati in laboratorio. Né la struttura dei tessuti né il comportamento delle cellule sono esattamente gli stessi dei tumori reali.
Per comprendere i complessi processi di formazione, progressione e risposta al trattamento del cancro, sono necessari modelli che imitino accuratamente la complessità della malattia. Un tale modello (https://www.nature.com/articles/s41586-024-07330-2) per lo studio del cancro del colon-retto è stato sviluppato da Luis Francisco Lorenzo Martin, Tanja Hubscher e altri membri del gruppo francese di Mathias Letolf Politecnico Federale di Losanna (EPFL), supportato dal gruppo Freddy Radtke (anche EPFL) e dai colleghi dell'Istituto di Biologia Umana, Roche Innovation Center di Basilea, Svizzera.
Gli scienziati hanno combinato tecniche di microfabbricazione (ovvero la produzione di strutture microscopiche) e di ingegneria tissutale per ricreare il tessuto del colon con elevata precisione e utilizzarlo per imitare il processo di formazione del cancro all'esterno del corpo.
Le miniature risultanti del colon (microblot, microcolon) replicano non solo la struttura fisica del tessuto del colon, ma anche la diversità cellulare del tessuto del colon reale in stati di salute e di malattia. Lo sviluppo del cancro può essere stimolato secondo necessità, in aree specifiche. Ciò è possibile grazie agli oncogeni inducibili. La tecnologia optogenetica utilizzata a questo scopo utilizza la luce blu per controllare processi biologici come l'espressione genica.
I ricercatori hanno sottoposto le minicellule del colon a mutazioni genetiche controllate, consentendo loro di monitorare lo sviluppo del tumore con un dettaglio senza precedenti e di ottenere cambiamenti mirati in popolazioni specifiche di minicellule del colon. Questa situazione riflette bene lo stadio iniziale del cancro del colon nel corpo.
"Abbiamo essenzialmente utilizzato la luce per indurre la tumorigenesi innescando mutazioni di fattori oncogeni in modo controllato nel tempo in microorganoidi sani e bioingegnerizzati nell'epitelio del colon", ha affermato Matthias Leutolf, anche fondatore e direttore dell'Istituto per le scienze umane. biologia. "Questo ci consente di monitorare la formazione del tumore in tempo reale ed eseguire analisi dettagliate di un processo che altrimenti sarebbe molto difficile da studiare nei topi".
La capacità di indurre cambiamenti epigenetici nel microcolon utilizzando la luce non solo consente un'attivazione più precisa e controllata degli oncogeni, ma fornisce anche un potente strumento per studiare i processi dinamici dello sviluppo del cancro e la risposta cellulare a queste mutazioni in contesti del mondo reale.
Manipolando le condizioni genetiche e ambientali, i ricercatori sono stati anche in grado di riprodurre e monitorare una serie di comportamenti tumorali nel colon in miniatura e persino identificare i fattori chiave che influenzano lo sviluppo del tumore, come la proteina GPX2. Sarà inoltre possibile valutare l'efficacia di eventuali trattamenti, soprattutto quando si utilizzano tessuti specifici di pazienti (PAP).
Paolo Wernicke
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