Un nuovo metodo di imaging del cancro potrebbe aiutare a colpire le cellule

I ricercatori del Mount Sinai Health System di New York hanno sviluppato un nuovo metodo che consente la marcatura e l’imaging del tessuto canceroso a una scala e una risoluzione che prima non erano possibili, afferma un comunicato stampa istituzionale.

I tumori cancerosi non contengono solo cellule cancerose e i recenti successi nelle terapie contro il cancro possono essere attribuiti a trattamenti che prendono di mira le cellule non cancerose nel tumore. Anche se questo può sembrare controintuitivo, si è scoperto che è altamente efficace per colpire le cellule immunitarie in un tumore e consentire loro di attaccare il cancro come fanno le immunoterapie come Keytruda e Tencentriq.

Dalle cellule ai geni

Poiché l’ambiente del tumore ha un impatto sui risultati dei pazienti, i ricercatori sono desiderosi di determinare i geni utilizzati dalle cellule cancerose per controllare il loro ambiente. Poiché centinaia di geni sono attivi in ​​un sito tumorale, i ricercatori sul cancro si sono spostati dai modelli animali alle linee cellulari cancerose per identificare i geni coinvolti e le funzioni che svolgono.

Utilizzando CRISPR, gli scienziati sono in grado di eliminare i geni nelle cellule tumorali e quindi seguirlo con un sequenziamento del DNA su larga scala per studiare l’intero genoma. Sebbene questo metodo sia stato utile nello studio delle cellule cancerose, non può essere utilizzato per studiare le cellule non cancerose che fanno parte del tumore.

I ricercatori del Monte Sinai hanno utilizzato un sistema chiamato Perturb-map, che utilizza un nuovo sistema di codici a barre genetici per etichettare le modifiche genetiche nelle cellule cancerose e non cancerose in un tumore. Utilizzando questo metodo, i ricercatori sono stati in grado di identificare i geni che controllavano la crescita del tumore, la composizione immunitaria e una risposta alle immunoterapie.

Identificati due percorsi

L’applicazione del metodo ha condotto i ricercatori a due percorsi chiave che hanno influenzato la crescita del tumore e il reclutamento delle cellule immunitarie nel sito del tumore. Uno di questi percorsi è stato controllato da citochina interferone-gamma (IFNg) mentre l’altro era controllato dal recettore beta del fattore di crescita tumorale (TGFbR).

Quando i geni per TGFbR o SOC1, Un regolatore di IFNg, sono stati rimossi dalle cellule cancerose, i tumori sono cresciuti di dimensioni e sono diventati abbondanti. Sebbene l’impatto sulla dimensione del tumore fosse lo stesso in entrambi gli approcci, utilizzando tecniche di imaging i ricercatori hanno riscontrato una differenza nel reclutamento delle cellule immunitarie nei siti. I tumori SOCS1 sono stati infiltrati con cellule T mentre i tumori TGFbr non ne avevano. La situazione è rimasta la stessa, anche quando i due tumori erano in contatto diretto.

“Questa è un’intuizione notevole perché stiamo imparando che molti tumori dei pazienti sono composti da subcloni geneticamente distinti”, ha affermato Brian Brown, direttore dell’Icahn Genomics Institute del Monte Sinai. “Se specifiche mutazioni genetiche tengono i linfociti T fuori da una regione subclonale, questo può fungere da sacca di resistenza alle immunoterapie come Keytruda. Gli effetti locali e distali di molti altri geni sulla composizione del tumore non sono ancora noti, ma la mappa Perturb la piattaforma ora fornirà agli scienziati un mezzo potente per affrontare il problema”.

I dettagli dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Cellula.

Estratto dello studio: Mentre gli schermi CRISPR stanno aiutando a scoprire i geni che regolano molti processi intrinseci delle cellule, gli approcci esistenti non sono ottimali per identificare le funzioni geniche extracellulari, in particolare nel contesto dei tessuti. Qui, abbiamo sviluppato un approccio per la genomica funzionale spaziale chiamato Perturb-map. Abbiamo applicato una mappa di perturbazione per eliminare dozzine di geni in parallelo in un modello murino di cancro ai polmoni e contemporaneamente abbiamo valutato come ogni knockout ha influenzato la crescita del tumore, l’istopatologia e la composizione immunitaria. Inoltre, abbiamo accoppiato Perturb-map e trascrittomica spaziale per un’analisi imparziale dei tumori modificati con CRISPR. Abbiamo scoperto che nei tumori knockout per Tgfbr2, il microambiente tumorale (TME) è stato convertito in uno stato fibro-mucinoso e le cellule T escluse, in concomitanza con l’attivazione dei fibroblasti mediata da TGFβ e TGFβ sovraregolata, indicando che la perdita del recettore del TGFβ sulle cellule tumorali aumentava il TGFβ biodisponibilità e suoi effetti immunosoppressivi sulla TME. Questi studi stabiliscono la mappa Perturb per la genomica funzionale all’interno del tessuto a risoluzione unicellulare con un’architettura spaziale preservata e forniscono informazioni su come la reattività al TGFβ delle cellule tumorali può influenzare il TME.

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