I ricercatori della Johns Hopkins University hanno recentemente scoperto che lo strato cellulare che circonda i dotti del latte materno, chiamato myoepithelium, funziona come difesa attiva contro le metastasi del cancro al seno.

Gli scienziati in precedenza credevano che questo strato cellulare fungesse solo da barriera stazionaria per prevenire l'invasione del cancro, ma in una dimostrazione con i topi, il team Johns Hopkins ha scoperto che in realtà raggiunge e afferra le cellule del cancro per impedire che si diffondano in tutto il corpo.

"Capire come sono contenute le cellule tumorali potrebbe alla fine aiutarci a sviluppare modi per prevedere il rischio di metastasi individualizzato di una persona", Andrew Ewald, un professore di biologia cellulare presso la School of Medicine dell'università e membro del Johns Hopkins Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center, ha dichiarato in una nota.

La squadra include Orit Katarina Sirka, uno studente di dottorato nel laboratorio di Ewald, e Eliah Shamir, che ora è un collega di patologia chirurgica presso l'Università della California, a San Francisco.

La ricerca è pubblicata nel Journal of Cell Biology.

Strato mioepiteliale

La maggior parte dei tumori al seno inizia nelle cellule che rivestono l'interno dei dotti del latte materno, ha spiegato Ewald.

Queste cellule sono circondate da cellule mioepiteliali che lavorano per contrarre e muovere il latte attraverso i dotti quando un bambino allatta al seno. Questo strato è anche usato per distinguere clinicamente tra carcinomi mammari contenuti e cancri invasivi.

Quando le cellule tumorali violano il mioepitelio, il risultato è chiamato carcinoma invasivo, che è associato a un trattamento più aggressivo ea tassi più alti di recidiva.

"Sapevamo che la presenza e l'integrità dello strato mioepiteliale era la chiave per la gestione clinica del cancro al seno", ha affermato Ewald.

Patologi come Shamir "diagnosticare il cancro al seno invasivo in base alla presenza di cellule tumorali oltre il mioepitelio ", ha spiegato.

"Nonostante questa realtà clinica, non era chiaro se le cellule mioepiteliali fossero marcatori di rischio o se regolassero il comportamento invasivo. Pochissimi sistemi sperimentali hanno modellato il mioepitelio in modo realistico ", ha continuato.

Prima di questo studio, la comprensione del mioepitelio ricordava un muro del castello, usato come barriera per bloccare le cellule tumorali invasive, ha detto Ewald.

Lo studio

Per determinare le funzioni del mioepitelio, Ewald e il suo team hanno ingegnerizzato cellule dal rivestimento dei dotti mammari del topo per produrre la proteina Twist1, che è stata collegata a metastasi del cancro in diversi tipi di tumore.

Sorprendentemente, hanno scoperto che quando le cellule invasive di Twist1 hanno sfondato lo strato mioepiteliale, le cellule mioepiteliali hanno afferrato le cellule in fuga e le hanno tirate indietro all'interno del rivestimento del dotto mammario.

"Questi risultati stabiliscono il nuovo concetto del myoepithelium come barriera dinamica alla fuga cellulare, piuttosto che agire come un muro di pietra come è stato ipotizzato prima", ha detto Sirka in una dichiarazione.

Attraverso le osservazioni di 114, i ricercatori hanno scoperto che questo è successo per la 92 delle volte.

"Stavamo osservando in tempo reale che il myoepithelium era una barriera dinamica contro l'invasione epiteliale", ha detto Ewald.

"Potremmo letteralmente vedere le cellule mioepiteliali raggiungere e afferrare le cellule del cancro in fuga e rimetterle nel tumore, impedendone così la diffusione".

Continuare il test  

Per confermare ulteriormente che questo strato era attivo, i ricercatori hanno alterato due importanti caratteristiche delle cellule mioepiteliali: la loro capacità di contrarsi e il loro rapporto numerico con le cellule invasive.

Hanno ingegnerizzato geneticamente le cellule dei topi per impoverire la loro muscolatura liscia, una proteina che consente alle cellule di contrarsi, rendendo più difficile la contrazione delle cellule.

Sotto questa condizione, il numero di cellule invasive sfuggite che hanno attraversato lo strato mioepiteliale è aumentato di tre volte rispetto alle cellule con un normale mioepitelio.

I ricercatori hanno anche scoperto che diminuendo la percentuale di cellule mioepiteliali a cellule invasive è aumentato il numero di cellule tumorali sfuggite. In particolare, hanno scoperto che l'aggiunta di due cellule mioepiteliali per una cellula invasiva diminuisce la velocità di fuga quattro volte di più di quanto sarebbe senza barriera di difesa.

“Questo è importante da sapere perché suggerisce che sia la completezza fisica del mioepitelio che l'espressione genica all'interno delle cellule mioepiteliali sono importanti nel predire il comportamento dei tumori al seno umano. Ovunque questo strato si assottigli o si deformi è un'opportunità per le cellule tumorali di fuggire ", ha detto Shamir in una nota.

Qual è il prossimo passo?

Andando avanti, il team progetta di studiare i meccanismi cellulari e le esigenze molecolari che spingono lo strato mioepiteliale a reagire in modo così dinamico.  

"Stiamo lavorando con i patologi per verificare se l'individuazione di piccole interruzioni nel mioepitelio o l'analisi molecolare dello stato di differenziazione delle cellule mioepiteliali siano correlate ad un aumentato rischio di recidiva metastatica", ha affermato Ewald.

"Abbiamo anche sviluppato approcci genetici per uccidere le cellule mioepiteliali in modo inducibile; questo ci consentirà di rimuoverli nelle diverse fasi della progressione del cancro e verificare se le metastasi sono accelerate. Stiamo anche studiando modelli multipli di cancro al seno per determinare come sovvertire questa barriera, uccidendo, differenziando o inducendo la fuga delle cellule mioepiteliali. "