Prima di essere testato su animali o umani, la maggior parte dei farmaci antitumorali viene valutata nelle cellule tumorali coltivate in laboratorio.

Tuttavia, negli ultimi anni, c’è stata una crescente consapevolezza che l’ambiente in cui vengono coltivate non imita accuratamente l’ambiente naturale di un tumore e che questa discrepanza potrebbe produrre risultati imprecisi.

In un nuovo studio, i biologi del MIT hanno analizzato la composizione del fluido interstiziale che normalmente circonda i tumori del pancreas e hanno scoperto che la sua composizione nutritiva è diversa da quella del terreno di coltura normalmente utilizzato per far crescere le cellule tumorali. Si differenzia anche dal sangue, che nutre il fluido interstiziale e rimuove i prodotti di scarto.

I risultati suggeriscono che la crescita di cellule tumorali in un terreno di coltura più simile a questo fluido potrebbe aiutare i ricercatori a prevedere meglio in che modo i farmaci sperimentali influenzeranno le cellule tumorali.

L’ambiente è importante

Gli scienziati sanno da tempo che le cellule tumorali metabolizzano i nutrienti in modo diverso rispetto alla maggior parte delle altre cellule. Questa strategia alternativa li aiuta a generare i “mattoni” necessari per continuare a crescere e dividersi, formando nuove cellule tumorali. Negli ultimi anni, gli scienziati hanno cercato di sviluppare farmaci che interferiscano con questi processi metabolici.

Un passo importante nello sviluppo di tali farmaci è quello di testarli in cellule tumorali coltivate in laboratorio. Il mezzo di crescita tipicamente utilizzato per far crescere queste cellule comprende fonti di carbonio (come il glucosio), azoto e altri nutrienti. Tuttavia, negli ultimi anni, il laboratorio di Vander Heiden ha scoperto che le cellule tumorali cresciute in questo ambiente rispondono in modo diverso ai farmaci rispetto ai modelli di sperimentazione sui topi.

David Sabatini, membro del Whitehead Institute e professore di biologia al MIT, ha anche scoperto che i farmaci influenzano le cellule tumorali in modo diverso se vengono coltivate in un ambiente che assomiglia alla composizione nutritiva del plasma umano, anziché al tradizionale mezzo di crescita.

A tal fine, il team del MIT ha deciso di studiare la composizione del fluido interstiziale, che irrora il tessuto e trasporta sostanze nutritive che si diffondono dal sangue che scorre attraverso i capillari. La sua composizione non è identica a quella del sangue e, nei tumori, può essere molto diversa perché i tumori hanno spesso scarse connessioni con l’afflusso di sangue.

I ricercatori hanno scelto di concentrarsi sul cancro del pancreas. 

Dopo aver isolato il fluido interstiziale dai tumori del pancreas nei topi, i ricercatori hanno utilizzato la spettrometria di massa per misurare le concentrazioni di oltre 100 diversi nutrienti e hanno scoperto che la composizione del fluido interstiziale è diversa da quella del sangue (e da quella del terreno di coltura normalmente usato per far crescere le cellule). Molti dei nutrienti che i ricercatori hanno scoperto essere impoveriti nel liquido interstiziale tumorale sono aminoacidi che sono importanti per la funzione delle cellule immunitarie, tra cui arginina, triptofano e cistina.

Alcuni nutrienti invece erano presenti in abbondante quantità, come gli aminoacidi glicina e glutammato, che sono noti per essere prodotti da alcune cellule tumorali.

La posizione in cui si trova il tumore conta!

I ricercatori hanno anche confrontato i tumori che crescono nel pancreas e nei polmoni e hanno scoperto che la composizione del fluido interstiziale può variare in base alla posizione dei tumori nel corpo e nel sito in cui il tumore ha avuto origine. Hanno anche trovato lievi differenze tra i fluidi che circondano i tumori che sono cresciuti nella stessa posizione ma avevano una diversa composizione genetica; tuttavia, i fattori genetici testati non hanno avuto un impatto tanto grande quanto la posizione del tumore.

“Ciò probabilmente dice che ciò che determina quali nutrienti siano nell’ambiente è fortemente guidato dalle interazioni tra cellule tumorali e cellule non cancerogene all’interno del tumore”, afferma Vander Heiden.

Gli scienziati hanno precedentemente scoperto che quelle cellule non cancerogene, comprese le cellule stromali di supporto e le cellule immunitarie, possono essere reclutate dalle cellule tumorali per aiutarlo a ricreare un ambiente che promuova la sua diffusione.

Il laboratorio di Vander Heiden e altri gruppi di ricerca stanno ora lavorando allo sviluppo di un terreno di coltura che imiterebbe più da vicino la composizione del fluido interstiziale tumorale, in modo da poter esplorare se le cellule tumorali cresciute in questo ambiente possano essere utilizzate per avere previsioni più accurate su come i farmaci antitumorali influenzeranno le cellule del corpo.

Fonte:
http://news.mit.edu/2019/fluid-pancreatic-tumor-cells-0416