In che modo l'acidità del tumore aiuta la diffusione del cancro?
Analizzando ciò che accade alle cellule nelle regioni acide dei tumori, gli scienziati hanno scoperto nuove informazioni sull'invasività e la diffusione del cancro. La scoperta potrebbe portare a trattamenti migliori per i tumori aggressivi.
I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge hanno scoperto che le regioni tumorali acide oa pH basso alterano l'espressione genica nelle cellule tumorali in modi che le rendono più aggressive.
In un articolo che appare sulla rivista Ricerca sul cancro, descrivono come, riducendo l'acidità del tumore, sono stati in grado di invertire il processo nei topi.
"L'acidosi tumorale", dice la prima autrice dello studio Nazanin Rohani Ph.D., che era una ricercatrice post-dottorato presso il Koch Institute for Integrative Cancer Research al MIT quando ha completato il lavoro, "dà origine all'espressione di molecole coinvolte nell'invasione cellulare e migrazione.
"Questa riprogrammazione, che è una risposta intracellulare a un calo del pH extracellulare, dà alle cellule tumorali la capacità di sopravvivere in condizioni di basso pH e di proliferare".
Metastasi e ambiente tumorale
La metastasi è il complesso processo attraverso il quale le cellule tumorali diventano mobili, si staccano dai tumori primari, invadono i tessuti vicini, migrano e quindi creano tumori secondari in altre parti del corpo.
Circa 9 su 10 di tutti i decessi per cancro "sono legati alle metastasi". Senza metastasi, il cancro sarebbe una malattia molto più gestibile e meno grave.
C'è stato un tempo in cui gli scienziati credevano che il potenziale di metastasi dei tumori dipendesse solo dalle alterazioni delle cellule cancerose.
Da allora, tuttavia, i ricercatori hanno appreso che la "progressione maligna del cancro" dipende anche dalle cellule cancerose che partecipano a una "rete intricata di interazioni" con altre parti del tessuto che le circonda, o il microambiente tumorale.
C'è ora una buona comprensione tra gli scienziati che i tumori non sono semplicemente raccolte di cellule cancerose in moltiplicazione, ma "entità viventi", che comprendono molti diversi tipi di cellule. In effetti, la complessità del tessuto tumorale "può persino superare" la complessità dei tessuti sani.
Lo studio che la dottoressa Rohani ei suoi colleghi hanno intrapreso si aggiunge al crescente corpo di conoscenze sui microambienti tumorali e sul loro contributo alle metastasi.
Mappatura dell'acidità del tumore
Precedenti ricerche avevano già stabilito che l'acidità nel microambiente tumorale aveva un potente effetto sull'invasività del cancro. Tuttavia, ciò che non era chiaro era come l'acidità variava in un tumore e come poteva alterare i geni per rendere le cellule tumorali più invasive.
Prima del recente studio, l'opinione prevalente era che l'elevata acidità nei tumori si verificava principalmente nelle aree affamate di ossigeno con uno scarso apporto di sangue.
Per la loro indagine, i ricercatori del MIT hanno utilizzato una "sonda pH" per mappare l'acidità nei tumori del cancro al seno nei topi.
Quando la sonda pH rileva una cellula in un ambiente acido, inserisce una piccola molecola proteica nella membrana della cellula. In questo modo, i ricercatori possono taggare e identificare le cellule nelle regioni acide dei tumori.
Con sua sorpresa, il team ha scoperto che le regioni acide non erano presenti solo nelle sacche ipossiche o affamate di ossigeno all'interno dei tumori. Anche le superfici dei tumori, dove si collegano allo stroma, o “tessuto strutturale” che li circonda, contenevano regioni acide.
Questa scoperta ha suggerito che la fame di ossigeno non era la ragione principale dell'acidità nei tumori. A un'analisi più attenta, gli scienziati hanno scoperto una diversa causa di acidità del microambiente sulla superficie del tumore.
Ridurre l'acidità del tumore
Sembrava che il metabolismo di molte delle cellule sulla superficie dei tumori al seno fosse cambiato in glicolisi aerobica. Questo tipo di metabolismo produce acido lattico, che ha reso il microambiente tumorale più acido.
In queste regioni di superficie del tumore acide, le cellule avevano alterato i loro geni per attivare processi che favoriscono l'invasione e le metastasi.
I geni attivati ne includevano uno che è coinvolto nello sviluppo dell'embrione e produce una proteina che aiuta la migrazione cellulare attraverso il flusso sanguigno. Un altro era quello che rende le cellule tumorali più capaci di penetrare nel tessuto circostante.
In un'altra serie di esperimenti, il team ha scoperto che la riduzione dell'acidità del microambiente tumorale ha riportato le espressioni geniche quasi alla normalità.
I ricercatori hanno ridotto l'acidità del tumore nei topi aggiungendo bicarbonato di sodio alla loro acqua potabile. Altri studi hanno anche scoperto che questo riduce le metastasi nei topi.
L'autore senior dello studio Frank B. Gertler, professore di biologia al MIT, afferma che gli esseri umani non tollerano il bicarbonato di sodio e quindi non sarebbe un trattamento potenziale adatto per loro.
"Altri metodi che mirerebbero in modo più mirato all'acidificazione potrebbero essere di grande valore."
Prof. Frank B. Gertler
