Uno studio collega le proteine secrete dai vasi sanguigni al cancro resistente ai farmaci

Il cancro è una delle principali cause di morte in tutto il mondo. Uno dei motivi principali per cui il cancro è una malattia così mortale è la capacità delle cellule tumorali di diventare resistenti ai farmaci.

Dopo decenni di ricerca medica, gli scienziati sono giunti a comprendere che i tumori cancerosi spesso contengono una popolazione speciale di cellule chiamate cellule staminali tumorali (CSC). Come le normali cellule staminali, le CSC possono autorinnovarsi e differenziarsi in vari tipi di cellule all'interno di un tumore, svolgendo un ruolo importante non solo nella crescita del tumore e nelle metastasi, ma anche nello sviluppo della resistenza ai farmaci.

Purtroppo, lo sviluppo di terapie mirate specificamente alle CSC si è rivelato piuttosto impegnativo data la loro capacità di adattarsi e ripopolarsi. Pertanto, alcuni ricercatori hanno rivolto la loro attenzione ai vasi sanguigni all'interno del tessuto tumorale.

Negli ultimi anni, gli scienziati hanno scoperto che alcune sottopopolazioni di cellule endoteliali (le cellule che rivestono i vasi sanguigni) secernono fattori angiocrini che regolano la proliferazione e la maturazione delle cellule staminali. Comprendere quali cellule producono questi fattori e quali sono le loro funzioni nel microambiente tumorale potrebbe, a sua volta, portare allo sviluppo di nuove terapie antitumorali.

In questo contesto, un gruppo di ricerca giapponese, tra cui il professor Hiroyasu Kidoi e la dottoressa Yumiko Hayashi del Dipartimento di biologia vascolare integrativa, Facoltà di scienze mediche, Università di Fukui, ha condotto uno studio sulla proteina 1 secreta correlata all'effetto crespo (Sfrp1 ), un fattore angiocrino, per chiarirne il ruolo nei tessuti tumorali.

I loro risultati sono stati pubblicati online nella rivista In Vitro Cellular & Biologia dello sviluppo.

"Sebbene i vasi sanguigni siano solitamente visti solo come vie per l'apporto di ossigeno e sostanze nutritive, la nostra ricerca si concentra su una funzione completamente diversa dei vasi sanguigni, vale a dire la produzione di fattori angiocrini. Abbiamo condotto questo studio con l'idea che anche i fattori angiocrini possano essere coinvolti nella progressione del tumore e abbiamo cercato di scoprire se Sfrp1 influenza il mantenimento delle CSC e del tessuto tumorale in generale", spiega il professor Kidoya.

Per chiarire queste domande, i ricercatori hanno creato topi knockout del gene Sfrp1 (Sfrp1-KO) utilizzando l'editing genetico CRISPR-Cas9. Hanno poi trapiantato tumori di carcinoma polmonare in topi Sfrp1-KO e wild-type e hanno osservato gli effetti di Sfrp1 (o la sua mancanza) utilizzando tecniche standard come la colorazione immunoistochimica, la citometria a flusso e l'analisi quantitativa dell'espressione genetica.

Gli esperimenti iniziali hanno dimostrato che Sfrp1 è prodotto da un piccolo sottogruppo di cellule endoteliali vascolari nel tessuto tumorale e che la sua presenza è importante per la crescita del tumore. La crescita del tumore è stata soppressa nei topi Sfrp1-KO e le cellule tumorali trapiantate che sovraesprimono Sfrp1 hanno portato a una crescita del tumore più rapida.

È interessante notare che i ricercatori hanno scoperto che i tumori privi di Sfrp1 non erano in grado di supportare popolazioni significative di CSC in fase avanzata di crescita del tumore, nonostante questi tumori avessero una percentuale iniziale di CSC più elevata. Questa scoperta è particolarmente importante in quanto indica uno dei ruoli biologici di Sfrp1 nel microambiente tumorale e la sua partecipazione alla patologia del cancro.

"Alcune CSC nei tessuti tumorali sono in uno stato di proliferazione cellulare arrestata e la loro presenza promuove la crescita del tumore e la resistenza ai farmaci antitumorali", spiega il professor Kidoya. "I nostri risultati indicano che Sfrp1 può regolare l'autoreplicazione delle CSC e la crescita maligna transitoria, oltre a mantenere uno stato quiescente."

Ulteriori risultati hanno mostrato che Sfrp1 non ha influenzato la struttura dei vasi sanguigni all'interno del tumore, suggerendo che gli effetti osservati sulla crescita del tumore non erano correlati al sistema vascolare. Invece, l'analisi dell'espressione genetica ha rivelato che Sfrp1 promuove il mantenimento delle CSC modulando la ben conservata via di segnalazione Wnt (una via evolutivamente conservata che regola aspetti importanti della determinazione del destino cellulare, della migrazione cellulare e dell'organogenesi nello sviluppo embrionale).

Nel complesso, le nuove conoscenze fornite da questo studio potrebbero aprire la strada allo sviluppo di nuove terapie contro il cancro che prendono di mira i meccanismi che aiutano a mantenere le CSC.

"Prendere di mira le cellule endoteliali vascolari specializzate coinvolte nella produzione di fattori angiocrini può aiutare a distruggere la nicchia CSC, fungendo da potenziale approccio per inibire la crescita del tumore con effetti collaterali minimi", conclude il professor Kidoya.

"Credo che ciò potrebbe portare allo sviluppo di trattamenti per pazienti affetti da cancro intrattabile i cui tumori sono resistenti ai farmaci antitumorali, nonché di terapie per sopprimere le recidive e le metastasi del cancro."

Ulteriori ricerche basate su questi risultati fungeranno da trampolino di lancio verso trattamenti efficaci per il cancro resistente ai farmaci.