Alla sorgente del cancro / The cancer source

Alla sorgente del cancro / The cancer source



Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Joseph Cotellessa


La distinzione tra terapia mirata alle cellule staminali tumorali (sopra) e terapia convenzionale (sotto)


La prima prova a favore della teoria della cellula staminale tumorale è stata suggerita da esperimenti effettuati nella leucemia mieloide acuta. Si è osservato che non era possibile far crescere cellule tumorali in un topo se la concentrazione con cui le si iniettava era troppo bassa. D'altro canto, si è potuto identificare una rara popolazione di cellule tumorali dotate di particolari caratteristiche (espressione di antigeni di membrana) che sono in grado di prosperare e riprodurre la malattia anche se iniettate in numero esiguo. Inoltre le cellule cui era stata tolta questa popolazione non erano in grado di crescere nel topo in nessun caso.

farmaci attuali anti-tumorali hanno scarsa efficacia nel colpire la cellula staminale tumorale che potrebbe essere alla base della recidiva del tumore. Nuovi farmaci specifici potrebbero essere in grado di danneggiare specificatamente questa popolazione e garantire l'eradicazione completa delle cellule tumorali. I ricercatori del Dipartimento di Scienze Naturali presso la Middlesex University nel Regno Unito, hanno scoperto che gli estratti naturali Aronia (Aronia melanocarpa) e di Curcuma (Curcuma longa) sono necrotiche per cellule cancerose, in special modo per quelle del tipo U373.

Le cellule staminali tumorali possono essere amplificate in vivo o in vitro, al fine di utilizzarle per scopi scientifici e di ricerca. Per quanto riguarda l'amplificazione in vivo, vengono utilizzati liquidi o tessuti biologici da cui vengono isolate le cellule tumorali. Si esegue una prima caratterizzazione delle cellule, si allestisce con queste una coltura e si effettua una seconda caratterizzazione. Per l'amplificazione in vitro si utilizzano animali da laboratorio, in cui vengono iniettate le cellule tumorali alla giusta concentrazione (es. nel topo almeno 100000 cellule in sede sottocutanea, più 20000 cellule nella sede per cui le cellule sono specializzate) attendendo che si sviluppi il tumore. È importante comunque utilizzare topi NOD/SCID, ovvero privati dei linfociti. L'amplificazione delle cellule tumorali è fondamentale per ottenere colture cellulari, in modo da avere materiale su cui lavorare, per capire come poter bloccare le proprietà di autorigenerazione, alla base del mantenimento dello sviluppo tumorale.
Le scoperte sulle staminali, e le tecniche per studiarle, hanno dato corpo anche a un'ipotesi che da tempo era stata formulata, senza che però si fossero trovati fatti concreti a sostenerla: che il motore che fornisce benzina allo sviluppo dei tumori, alla loro terribile capacità di resistere ai farmaci e di ripresentarsi a distanza di tempo sia alimentato proprio da cellule staminali. Negli ultimi  anni diversi gruppi di ricerca, anche in Italia, hanno trovato le prime prove convincenti di questa ipotesi che cambia il modo di guardare alla biologia del cancro e l'approccio alle possibili terapie. L'intuizione che all'origine del cancro ci siano cellule con caratteristiche particolari è vecchia di almeno un secolo.«Le staminali sono capaci di autorinnovarsi, sono multipotenti, immortali, molto resistenti ad agenti chimici e fisici: tutte caratteristiche possedute anche dalle cellule dei tumori» osserva Maria Grazia Daidone, responsabile dell'unità operativa di ricerca traslazionale all'Istituto nazionale dei tumori di Milano, che l'anno scorso è riuscita a isolare e coltivare in vitro staminali di tumore della mammella.Già a metà dell'800 i patologi avevano notato la somiglianza delle cellule dei tumori e dei tessuti embrionari, quasi che alcuni tumori potessero derivare da un residuo di tessuti embrionari che conservavano anche nell'organismo adulto una capacità proliferativa esagerata e fuori controllo.«Si è anche osservato che il tumore non è una proliferazione totalmente aberrante e incontrollata, ma rispetta un programma di sviluppo, sia pure deragliato» spiega Pierpaolo Di Fiore, direttore scientifico dell'Ifom (Istituto Firc di oncologia molecolare) e docente di patologia all'Università di Milano. Come un organo completo, si è pensato che anche il tumore potesse derivare da staminali.Nello studio del cancro hanno sempre convissuto due teorie contrastanti. Secondo una, tutte le cellule del tumore sono uguali, con la stessa capacità di proliferare e generare altra massa tumorale; secondo l'altra, solo una piccola percentuale di cellule maligne è in grado di alimentare la crescita e lo sviluppo del cancro: le staminali. Le altre sarebbero il risultato della proliferazione ma incapaci di sostenerla.La prima prova dell'esistenza di staminali nel cancro è venuta dalle leucemie, più facili da studiare. Nel 1997 ricercatori canadesi dimostrarono che solo pochissime cellule leucemiche, una su 1 milione, inoculate in topi immunocompromessi riuscivano a generare il tumore.I progressi sono arrivati grazie ad apparecchiature per isolare e coltivare le cellule staminali, sia dagli organi sia dai tumori; agli anticorpi che consentono di riconoscere le proteine sulla superficie delle cellule; allo sviluppo di animali geneticamente modificati in cui fare esperimenti di trapianto delle cellule tumorali. Maria Grazia Daidone (al centro), responsabile dell'unità operativa di ricerca traslazionale all'Istituto dei tumori di Milano
Le cellule staminali tumorali, infatti, presentano marcatori e funzioni in parte simili alle staminali normali. Solo ora si comincia a caratterizzarne le proteine di superficie e, grazie a questo, a isolarle. Da un paio di anni sono arrivate le prime dimostrazioni che pure i tumori solidi, i più diffusi, potrebbero originarsi da staminali deviate.Il gruppo di Michael Clarke  dell'Università del Michigan ad Ann Arbor ha stabilito che la maggioranza delle cellule estratte di tumore della mammella è incapace di generare altri tumori; solo una su 100, all'incirca, di quelle isolate in base alla presenza di alcuni antigeni di superficie, è in grado di proliferare e riformare la malattia quando viene impiantata nei topi. Lo stesso è stato dimostrato per alcuni tumori del cervello, per il melanoma e i tumori della prostata.Se, come sembra, all'origine del cancro ci sono cellule staminali, si potrebbe capire perché finora si sono dimostrate inefficaci le armi usate per combatterlo. Quando una staminale si divide, generando due cellule, una conserva le caratteristiche di staminale, e rimane a riposo pur conservando la sua capacità di dividersi, l'altra va incontro a un processo molto rapido di proliferazione e maturazione, che però si esaurisce nel giro di poco.«Si può ipotizzare che il grosso della massa di un tumore sia costituito da cellule ormai arrivate alla fine del ciclo proliferativo. Poche cellule staminali, invece, pur rimanendo a riposo, sarebbero in grado di alimentare la crescita del tumore. Se non si colpiscono queste cellule, il tumore continuerà a riformarsi» spiega Di Fiore.Il guaio è che i farmaci oggi a disposizione colpiscono soprattutto le cellule che si dividono molto rapidamente, mentre risparmiano le staminali, che si dividono raramente ma mantengono all'infinito la capacità di alimentare la massa tumorale. «Le staminali, fra l'altro, sono molto resistenti e probabilmente hanno meccanismi con cui riescono a pompare fuori dalla membrana cellulare i farmaci chemioterapici» aggiunge Daidone.Con questa nuova concezione, nella ricerca di base sulla biologia del cancro si punta ora a scoprire bersagli molecolari specifici delle cellule staminali tumorali. All'Ifom il gruppo di Di Fiore studia ilgene Notch, uno dei marcatori individuati nelle staminali del tumore del seno.Gli anticorpi diretti contro questa molecola presente sia sulle cellule staminali normali sia su quelle di tumore della mammella provocano una riduzione della crescita del tumore. In sperimentazione, in fasi ancora precoci, ci sono farmaci che inibiscono questo gene.
ENGLISH
The first evidence for the cancer stem cell theory was suggested by experiments in acute myeloid leukemia. It is observed that it was not possible to grow cancer cells in a mouse if the concentration with which was injected was too low. On the other hand, it was possible to identify a rare population of cancer cells with special characteristics (expression of membrane antigens) which are able to thrive and reproduce the disease even when injected in the small number. Moreover, the cells which had been taken from this population were not able to grow in mice in no case.

The current anti-cancer drugs have limited effectiveness in hitting the cancer stem cell that could be the basis of the cancer returning. New specific drugs may be able to specifically damage this population and to ensure the complete eradication of the tumor cells. Researchers from the Department of Natural Sciences at Middlesex University in the UK, found that natural extracts chokeberry (Aronia melanocarpa) and Turmeric (Curcuma longa) are necrotic to cancer cells, especially for those of type U373.

The cancer stem cells can be amplified in vivo or in vitro, in order to use them for scientific and research purposes. Regarding the amplification in vivo, they are used liquid or biological tissues from which they are isolated tumor cells. You run a first characterization of the cells, it is prepared with such a culture, and making a second characterization. For amplification in vitro using laboratory animals, in which the tumor cells are injected at the right concentration (eg. In the mouse at least 100000 cells in the subcutaneous, more 20000 cells in the seat for which the cells are specialized) waiting to be developed the tumor. It is important to still use NOD / SCID, or deprived of lymphocytes. The amplification of tumor cells is essential for obtaining cell cultures, in order to obtain material to work with, to understand how to block the self-healing properties, at the base of the maintenance of tumor development.
The findings stem, and techniques to study them, have also given body to a hypothesis which has long had been formulated, but they had found no concrete facts to support it: the engine that supplies gasoline to the development of tumors, their terrible ability to resist at a distance of time and drugs to recur is powered by its own stem cells. In recent years, several research groups, including in Italy, have found the first convincing evidence of this hypothesis that changes the way you look at the biology of cancer and the approach to possible therapies. The insight that we are at the origin of cancer cells with special characteristics is at least a century old. "Stem cells are capable of self, are multipotent, immortal, very resistant to chemical and physical agents: all characteristics also possessed by the cells tumors "says Maria Grazia Daidone, head of operations of the national cancer Institute translational research in Milan, which last year managed to isolate and culture in vitro of stem tumor mammella.Già in the mid-800 pathologists had noticed the similarity of the cancer cells and embryonic tissue, almost as certain cancers may be caused by a remnant of embryonic tissues that preserved also in the adult organism an exaggerated proliferative capacity and out of control. "He also noted that the non-cancer is a totally aberrant and uncontrolled proliferation, but respects a development program, even derailed, "explains Pier Paolo Di Fiore, scientific director IFOM (FIRC Institute of molecular oncology) and professor of pathology at the University of Milan. As a complete organ, it was thought that the tumor could result from staminali.Nello study of cancer have always lived together two conflicting theories. According to one, all the tumor cells are equal, with the same capacity to proliferate and generate other tumor mass; according to the other, only a small percentage of malignant cells is able to fuel the growth and development of cancer: the stem. The other would be the result of the proliferation but unable to stem sostenerla.La first evidence in cancer came from leukemia, easier to study. In 1997, Canadian researchers showed that very few leukemia cells, one in 1 million, inoculated into immunocompromised mice could generate tumore.I progress arrived with equipment to isolate and grow stem cells, both by the organs both from tumors; to antibodies that help you recognize proteins on the cell surface; to the development of genetically modified animals in which do transplantation experiments of tumor cells. Maria Grazia Daidone (center), head of operational translational research at the Institute of Cancer in Milan
Cancer stem cells, in fact, have markers and functions in part similar to normal stem. Only now it is beginning to characterize the surface proteins and, through this, to isolate them. Since a couple of years came the first demonstrations which also solid tumors, the most common, may originate from stem deviate.Il group of Michael Clarke of the University of Michigan at Ann Arbor has determined that the majority of extracted cells of cancer breast is unable to generate other cancers; only one out of 100, approximately, of those isolated based on the presence of certain surface antigens, is able to proliferate and reform the disease when it is implanted in mice. The same has been shown for some brain tumors, melanoma and cancers of prostata.Se, as it seems, there are at the origin of cancer stem cells, you could understand why so far the weapons used to combat it have failed. When a stem cell divides, creating two cells, one retains the characteristics of stem, and remains at rest while retaining its ability to divide, the other undergoes a very rapid process of proliferation and maturation, but not end within didnt. "it can be assumed that the bulk of the mass of a tumor consists of cells now arrive at the end of the proliferative cycle. Few stem cells, however, while remaining at rest, would be able to power the growth of the tumor. If you do not affect these cells, the tumor will continue to reform, "explains Di Fiore.Il trouble is that the medications available today primarily affect cells that divide very quickly, while saving stem, which rarely divide but remain indefinitely the ability to feed the tumor mass. "Stem, among other things, are very durable and will probably have the mechanisms by which they can be pumped out of the cell membrane chemotherapy drugs," adds Daidone.Con this new conception, in basic research on cancer biology is now looking to discover specific molecular targets of cancer stem cells. IFOM the Flower group studies ilgene Notch, one of the markers identified in the stem of the seno.Gli cancer antibodies against this molecule present on both normal stem cells and on those of breast cancer causes a reduction in tumor growth. In testing, even in the early stages, there are drugs that inhibit this gene.

Da:
http://archivio.panorama.it/archivio/Alla-sorgente-del-cancro



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