Una delle cose più spaventose del cancro è il modo in cui si diffonde, con le cellule cancerose che si liberano e si diffondono in tutto il corpo, atterrando in altri organi e iniziando a crescere lì. Il processo, noto come metastasi, è spesso una condanna a morte, il punto in cui le migliori tecniche di lotta contro il cancro diventano inefficaci. Ma è difficile da seguire; ci manca un mezzo per imaging di interi sistemi nei dettagli necessari per individuare alcune cellule metastatizzanti sfuggenti.
A tal fine, gli scienziati della Graduate School of Medicine dell'Università di Tokyo hanno sviluppato un metodo di imaging, pubblicato sulla rivista Cell Reports, che mostra metastasi in tempo reale, a livello di singole cellule. La tecnica si basa su cellule tumorali modificate che emettono luce e un cocktail chimico che rende trasparenti gli organi, rendendo più facili da vedere i segnali fluorescenti emessi dalle cellule modificate. Questo, a sua volta, può offrire una visione più completa e una migliore comprensione delle metastasi che i ricercatori potrebbero utilizzare per sviluppare farmaci migliori.
"Una delle difficoltà nell'analisi delle metastasi del cancro è che si diffonde in qualsiasi parte del corpo", afferma Hiroki Ueda, un professore di farmacologia che ha lavorato allo studio. “Va al cervello, al pancreas o ai reni. Per comprendere l'intero quadro della metastasi, l'analisi di tutto il corpo ad alta risoluzione ... è piuttosto importante. "
Mentre il cancro metastatizza, una qualsiasi di quelle cellule che galleggiano intorno al sistema può diventare una crescita. Ed è importante prenderli tutti. Come i batteri che sviluppano resistenza agli antibiotici, il trattamento del cancro con la chemioterapia può lasciare indietro le cellule isolate o le colonie, che possono quindi diventare roccaforti resistenti ai farmaci. Rendere visibile il processo nella ricerca potrebbe aiutare gli scienziati a capire quali tipi di cellule tumorali potrebbero formare quelli che chiamano "avamposti maligni" e aiutare a progettare farmaci specificamente per combatterli.
Il mouse di controllo si trova a sinistra e il mouse trasparente, i cui organi sono stati resi trasparenti da un risciacquo chimico, è a destra. (Kubota et al.) La pulizia dei tessuti - il processo per rendere le cellule più traslucide - è stata inventata circa un secolo fa ed è stata utilizzata nell'imaging per la ricerca sul cancro, le infezioni batteriche e le malattie autoimmuni da oltre un decennio. Ueda, il suo collaboratore Kohei Miyazono e il loro team hanno sviluppato un cocktail chimico a due fasi diverso che migliora i dettagli rispetto al vecchio metodo. Per rendere più semplice l'immagine degli organi, i ricercatori avevano bisogno che la luce fluisse direttamente attraverso il tessuto, senza rifrarre troppo a causa delle diverse densità dei tessuti. Il primo stadio riduce i lipidi, che rifrangono molto la luce, e il secondo stadio aumenta la rifrazione nell'ambiente circostante, per adattarlo meglio all'organo, permettendo alla luce di passare in modo pulito. Il processo si traduce in una visualizzazione abbastanza chiara che i ricercatori possono vedere le singole cellule tumorali.
Per testare il metodo, Ueda e Miyazono hanno iniettato cellule tumorali nei topi e le hanno eliminate in diverse fasi. I dettagli dovuti alla radura hanno permesso loro di vedere singole cellule nel tessuto di vari organi, inclusi cervello, polmoni, fegato e intestino. Teoricamente, sottolinea Ueda, è possibile vedere le cellule tumorali con un'altra tecnica, l'istologia 2D, in cui vengono esaminate sottili sezioni di organi per le cellule cancerose, ma il tempo necessario per visualizzare abbastanza sezioni di ciascun organo è proibitivo. La schiarimento dei tessuti, in combinazione con la bioluminescenza in vivo, consente una scansione tridimensionale di un intero organo o di un intero corpo, molto rapidamente.
A questo punto, questa tecnica è davvero utile solo nella ricerca, sottolinea Takeshi Imai, professore di neurofisiologia presso la Graduate School of Medical Sciences dell'Università di Kyushu, che non era coinvolto nello studio. Questo perché il processo uccide i tessuti su cui agisce e perché le normali cellule tumorali non fluiscono. Ma dovrebbe essere ancora utile, ha aggiunto. "Se usi modelli di topo, puoi studiare la distribuzione delle cellule tumorali su scala di tutto il corpo, che dovrebbe essere utile per studiare le metastasi del cancro ... così come l'azione dei farmaci antitumorali", afferma. "In precedenza, gli esami patologici erano eseguiti solo su sottili fettine di tessuto."
Ma un giorno la radura potrebbe essere utilizzata nelle biopsie, dove una parte del tessuto viene rimossa. E se il metodo potesse essere perfezionato, c'è la possibilità che possa funzionare in soggetti dal vivo.
"In futuro, nel prossimo futuro, forse questo tipo di tecnica può essere applicata non solo alla ricerca sugli animali, ma anche a studi o operazioni cliniche sull'uomo", afferma Ueda.
Questa è una scansione 3-D di un topo i cui organi sono stati resi trasparenti per studiare meglio come il cancro si diffonde attraverso il corpo. Per gentile concessione dell'Università di Tokyo e Cell Reports
