Le cellule cancerose vanno in letargo per sopravvivere all'ambiente ostile creato dalla chemioterapia

Attingendo a un antico meccanismo di sopravvivenza evolutiva, le cellule tumorali entrano in una lentezza, stato di lenta divisione per sopravvivere al duro ambiente creato dalla chemioterapia o da altri agenti mirati.

Nella ricerca pubblicata il 7 gennaio 2020 in Cellula, Principessa Margaret La scienziata, la dottoressa Catherine O'Brien e il suo team, hanno scoperto che quando erano minacciati, tutte le cellule tumorali, piuttosto che solo un sottoinsieme, hanno la capacità di passare a questo stato protettivo, dove le cellule "riposano" fino alla minaccia, o chemioterapia, è rimosso.

È il primo studio a identificare che le cellule tumorali dirottano un programma evolutivo conservato per sopravvivere alla chemioterapia. Per di più, i ricercatori mostrano che nuove strategie terapeutiche mirate a colpire specificamente le cellule tumorali in questo stato di lenta divisione possono prevenire la ricrescita del cancro.

Il tumore agisce come un intero organismo, in grado di entrare in uno stato di lenta divisione, conservare energia per aiutarlo a sopravvivere. Ci sono esempi di animali che entrano in uno stato reversibile e a lenta divisione per resistere ad ambienti difficili. Sembra che le cellule tumorali abbiano astutamente cooptato questo stesso stato per il loro beneficio di sopravvivenza".

Dott.ssa Catherine O'Brien, Professore Associato, Dipartimento di Chirurgia, Università di Toronto

Dott. Aaron Schimmer, Direttore dell'Istituto di ricerca e scienziato senior presso il Princess Margaret Cancer Center, osserva che questa ricerca mostra che le cellule tumorali vanno in letargo, come "orsi in inverno".

Aggiunge:"Non abbiamo mai saputo che le cellule cancerose fossero come orsi in letargo. Questo studio ci dice anche come prendere di mira questi orsi addormentati in modo che non vadano in letargo e si sveglino per tornare più tardi, inaspettatamente.

"Penso che questa si rivelerà un'importante causa di resistenza ai farmaci, e spiegherà qualcosa di cui non avevamo una buona comprensione in precedenza."

Utilizzando cellule tumorali del colon-retto umano, i ricercatori li hanno trattati con la chemioterapia in una capsula di Petri in laboratorio.

Ciò ha indotto uno stato di lenta divisione in tutte le cellule tumorali in cui hanno smesso di espandersi, richiedono poca nutrizione per sopravvivere. Finché la chemioterapia è rimasta nel piatto, le cellule cancerose sono rimaste in questo stato.

Per entrare in questo stato di bassa energia, le cellule tumorali hanno cooptato un programma di sopravvivenza embrionale utilizzato da più di 100 specie di mammiferi per mantenere i loro embrioni al sicuro all'interno dei loro corpi in tempi di condizioni ambientali estreme, come temperature alte o basse o mancanza di cibo.

In questo stato, c'è una divisione cellulare minima, metabolismo notevolmente ridotto, e lo sviluppo dell'embrione è sospeso. Quando l'ambiente migliora, l'embrione è in grado di continuare il normale sviluppo, senza effetti negativi sulla gravidanza.

Dottor O'Brien, chi è un chirurgo specializzato in tumori gastrointestinali, spiega che le cellule tumorali sotto attacco dal duro ambiente chemioterapico sono in grado di adottare la strategia di sopravvivenza embrionale.

"Le cellule tumorali sono in grado di dirottare questa strategia di sopravvivenza conservata in modo evolutivo, anche se sembra essere perso per gli umani, " lei dice, aggiungendo che tutte le cellule cancerose entrano in questo stato in modo coordinato, per sopravvivere.

Ricordando un discorso di tre anni fa sui meccanismi cellulari che guidano questa strategia di sopravvivenza negli embrioni di topo, Il dottor O'Brien ha avuto un "Aha!" intuizione.

"Qualcosa è scattato per me quando ho sentito quel discorso, " ha detto. "Le cellule tumorali potrebbero dirottare questo meccanismo di sopravvivenza per sopravvivere alla chemioterapia?"

Così il dottor O'Brien contattò il ricercatore del Toronto Mt. Sinai Hospital, il dottor Ramalho-Santos, che aveva tenuto il discorso originale alla principessa Margaret.

Ha confrontato il profilo di espressione genica delle cellule tumorali nel trattamento indotto dalla chemioterapia, stato di divisione lenta agli embrioni di topo in pausa nel laboratorio del Dr. Ramalho-Santos, e scoprì che erano sorprendentemente simili.

Simile agli embrioni, le cellule tumorali nello stato di divisione lenta richiedono l'attivazione del processo cellulare chiamato autofagia, che significa "divorare se stessi". Questo è un processo in cui la cellula "divora" o distrugge le proprie proteine ​​o altri componenti cellulari per sopravvivere in assenza di altri nutrienti.

Il dottor O'Brien ha testato una piccola molecola che inibisce l'autofagia, e ha scoperto che le cellule tumorali non sono sopravvissute. La chemioterapia ha ucciso le cellule cancerose senza questo meccanismo protettivo.

"Questo ci offre un'opportunità terapeutica unica, " dice il dottor O'Brien. "Dobbiamo prendere di mira le cellule tumorali mentre sono in questo ciclo lento, stato vulnerabile prima che acquisiscano le mutazioni genetiche che determinano la resistenza ai farmaci.

"È un nuovo modo di pensare alla resistenza alla chemioterapia e a come superarla".

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