La diffusione delle metastasi in tempo reale. The spread of metastases in real time

La diffusione delle metastasi in tempo reale. Il procedimento del brevetto ENEA RM2012A000637 è molto utile in questa applicazione / The spread of metastases in real time. The procedure of the ENEA patent RM2012A000637 is very useful in this application

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

Lo ha realizzato un team di ricercatori giapponesi utilizzando Cubic: un nuovo protocollo di imaging che permette di rendere trasparenti i tessuti dell’organismo, per studiare in tempo reale gli spostamenti delle cellule tumorali.

Le cellule maligne si moltiplicano fuori controllo, entrano nel flusso sanguigno e invadono nuovi organi e tessuti. È così che si sviluppa, e si propaga, un tumore metastatico. Ma un conto è studiare questo processo in astratto, o durante la battaglia di un paziente con la malattia. Altra cosa osservarlo in tempo reale in un modello animale, potendo analizzare le interazioni di singole cellule e molecole per individuare nuove strategie con cui contrastare l’avanzamento della malattia. È quanto ottenuto da un team di ricercatori dell’università di Tokyo e del Riken Quantitative BiologyCenter, che in uno studio pubblicato sulle pagine della rivista Cell Reports descrive un nuovo metodo di imaging che permette di seguire l’evoluzione dei tumori nell’organismo di un topo con una risoluzione che raggiunge la singola cellula tumorale.

La tecnica descritta dai ricercatori giapponesi si chiama Cubic, o Clear Unobstructed Brain/Body Imaging Cocktail, e consiste in un cocktail di sostanze che permette di rendere trasparenti i tessuti del corpo in modo da osservare e riprendere in 3D lo sviluppo delle cellule tumorali, appositamente modificate per emettere segnali fluorescenti che ne permettono il riconoscimento.

Armati di questo nuovo protocollo di imaging, i ricercatori hanno analizzato la progressione di diversi tipi di tumori all’interno dell’organismo dei topi, concentrandosi in particolare sulla diffusione delle cellule metastatiche, tradizionalmente difficili da seguire nel loro percorso all’interno del corpo.

Le cellule maligne si moltiplicano fuori controllo, entrano nel flusso sanguigno e invadono nuovi organi e tessuti. È così che si sviluppa, e si propaga, un tumore metastatico. Ma un conto è studiare questo processo in astratto, o durante la battaglia di un paziente con la malattia. Altra cosa osservarlo in tempo reale in un modello animale, potendo analizzare le interazioni di singole cellule e molecole per individuare nuove strategie con cui contrastare l’avanzamento della malattia. È quanto ottenuto da un team di ricercatori dell’università di Tokyo e del Riken Quantitative BiologyCenter, che in uno studio pubblicato sulle pagine della rivista Cell Reports descrive un nuovo metodo di imaging che permette di seguire l’evoluzione dei tumori nell’organismo di un topo con una risoluzione che raggiunge la singola cellula tumorale.

La tecnica descritta dai ricercatori giapponesi si chiama Cubic, o Clear Unobstructed Brain/Body Imaging Cocktail, e consiste in un cocktail di sostanze che permette di rendere trasparenti i tessuti del corpo in modo da osservare e riprendere in 3D lo sviluppo delle cellule tumorali, appositamente modificate per emettere segnali fluorescenti che ne permettono il riconoscimento.

Armati di questo nuovo protocollo di imaging, i ricercatori hanno analizzato la progressione di diversi tipi di tumori all’interno dell’organismo dei topi, concentrandosi in particolare sulla diffusione delle cellule metastatiche, tradizionalmente difficili da seguire nel loro percorso all’interno del corpo.

Una volta raggiunti i vasi sanguigni o linfatici, le cellule tumorali possono infatti diffondersi in ogni parte dell’organismo per dare luogo a un tumore secondario. Studiare questi processi è fondamentale per lo sviluppo di nuove terapie contro i tumori metastatici, ma seguire il percorso di tutte le cellule che si distaccano dal tumore principale fino ad oggi era estremamente difficile. È qui che entra in gioco Cubic: armati della nuova tecnica i ricercatori sono riusciti infatti a seguire con estrema precisione l’evoluzione delle singole cellule che hanno determinato lo sviluppo di metastasi. Effettuando già in questi primi esperimenti alcune scoperte interessanti.

“Molte cellule tumorali non hanno fortuna, e muoiono nel corso del loro viaggio all’interno dell’organismo”, spiega KoheiMiyazono, uno dei ricercatori dell’università di Tokyo che hanno partecipato allo studio. “Le immagini catturate con il nostro nuovo metodo suggeriscono che una proteina potrebbe fare la differenza: Tgf-beta, molecola responsabile della crescita e della differenziazione cellulare negli organismi sani e prodotta in alte quantità da alcuni tipi di tumori. Le cellule tumorali trattate con questa proteina hanno mostrato infatti una probabilità molto maggiore di sopravvivere al viaggio all’interno dell’organismo, e di dare quindi luogo a nuove sedi tumorali”.

Il ruolo esatto svolto da Tgf-beta nello sviluppo delle metastasi andrà ovviamente confermato e caratterizzato meglio con una serie di nuovi esperimenti. Ma lo studio – assicurano i ricercatori giapponesi – dimostra l’efficacia del protocollo Cubic, e suggerisce la possibilità di utilizzare questa tecnica di imaging per studiare altri campi della medician, come le malattie autoimmuni o la medicina rigenerativa, in cui le interazioni a livello delle singole cellule svolgono un ruolo fondamentale.

ENGLISH

It has created a team of Japanese researchers using Cubic: a new imaging protocol that allows the body's tissues to be transparent to study tumor cell shifts in real time.

Malignant cells multiply out of control, enter the blood stream and invade new organs and tissues. Thus, a metastatic tumor develops and spreads. But an account is to study this process in abstract, or during the battle of a patient with the disease. Another thing to look at in real time in an animal model, by analyzing the interactions of individual cells and molecules to identify new strategies to counteract the progression of the disease. This is what a team of researchers from Tokyo University and Riken Quantitative Biology Center found, which in a study published in the pages of the journal Cell Reports describes a new imaging method that allows the evolution of tumors in the organism of a Mouse with a resolution that reaches the single tumor cell.

The technique described by Japanese researchers is called Cubic, or Clear Unobstructed Brain / Body Imaging Cocktail, and consists of a substance cocktail that allows the body tissues to be transparent to observe and resume the development of tumor cells in 3D, specifically Modified to emit fluorescent signals that allow recognition.

Armed with this new imaging protocol, researchers have analyzed the progression of different types of tumors within the mice body, focusing in particular on the diffusion of metastatic cells, traditionally difficult to follow in their path within the body.

Once blood or lymph vessels are reached, tumor cells can spread throughout the body to give rise to a secondary tumor. Studying these processes is crucial to the development of new therapies against metastatic tumors, but tracking the pathway of all the cells that detach from the main tumor until today was extremely difficult. This is where Cubic comes into play: armed with the new technique, researchers have been able to follow with great precision the evolution of the individual cells that have caused the development of metastasis. Having already made some interesting discoveries in these first experiments.

"Many tumor cells are unlucky and die during their journey into the body," says Kohei Miyazono, one of the researchers at the University of Tokyo who participated in the study. "The images captured with our new method suggest that a protein might make the difference: Tgf-beta, a molecule responsible for cell growth and cell differentiation in healthy and produced organisms from certain types of cancers. The tumor cells treated with this protein have in fact shown a much greater chance of surviving the journey within the body, and thus giving rise to new cancer sites. "


The exact role played by Tgf-beta in the development of metastases will obviously be confirmed and best characterized by a number of new experiments. But the study - assuring Japanese researchers - demonstrates the effectiveness of the Cubic protocol, and suggests the possibility of using this imaging technique to study other medical fields, such as autoimmune diseases or regenerative medicine, where interactions at the level of Single cells play a key role.

Da:

https://www.wired.it/scienza/medicina/2017/07/06/video-diffusione-metastasi/