Un nuovo studio mostra che la viscosità del tessuto tumorale, regolata dalla proteina IRSp53, può favorire la diffusione e l’invasività del tumore
Comprendere in che modo e in quale fase un tumore sviluppi capacità invasive è una delle sfide centrali della ricerca oncologica. Le metastasi, infatti, rappresentano la principale causa di mortalità nei pazienti oncologici. Finora, l’attenzione si è concentrata soprattutto sui meccanismi genetici e molecolari: mutazioni del DNA, attivazione o spegnimento di specifici geni e alterazioni delle proteine coinvolte nella crescita, nell’adesione e nella mobilità delle cellule.
Un nuovo studio pubblicato su Nature Materials propone però una chiave di lettura diversa e complementare: osservare il tumore anche come un materiale fisico. In questa prospettiva, la sua ‘consistenza’ — cioè il livello di coesione, rigidità e capacità delle cellule di muoversi e riorganizzarsi all’interno del tessuto — può contribuire a determinarne il potenziale invasivo.
Lo studio, coordinato da IFOM – Istituto AIRC di Oncologia Molecolare e dal Dipartimento di Oncologia ed Emato-Oncologia dell’Università Statale di Milano, è stato guidato da Stefano Marchesi sotto la supervisione di Andrea Disanza e Giorgio Scita. Alla ricerca hanno collaborato anche il fisico Fabio Giavazzi, dell’Università degli Studi di Milano, e ricercatori del National Institutes of Health di Bethesda, negli Stati Uniti.
Il tumore visto attraverso le sue proprietà fisiche
Il lavoro mette in evidenza il ruolo della viscosità del tessuto tumorale come parametro chiave per interpretarne il comportamento biologico. Il concetto può essere spiegato con un’immagine semplice: una goccia di miele resta più compatta e si espande lentamente, mentre una goccia d’acqua si allarga con maggiore rapidità. A fare la differenza è la viscosità, cioè la resistenza di un materiale a deformarsi e a fluire. Secondo gli autori, un meccanismo simile può contribuire a spiegare anche la capacità dei tumori di diffondersi.
“Quando un tumore è più ‘compatto’ – spiega Giorgio Scita – le cellule tendono a restare coese, come in una sostanza densa. Quando invece diventa più ‘fluido’, le cellule riescono a riorganizzarsi e muoversi più facilmente, favorendo la disseminazione. In questo senso, la progressione tumorale può essere vista anche come una transizione da uno stato più solido a uno più fluido”.
Al centro del meccanismo descritto dallo studio c’è la proteina IRSp53. I ricercatori hanno osservato che una riduzione dei suoi livelli, o una sua diversa distribuzione all’interno della cellula, può rendere il tessuto tumorale meno viscoso. In altre parole, il tumore perde parte della sua compattezza e assume un comportamento più “fluido”: da una consistenza simile al miele a una più vicina all’acqua. Questa maggiore fluidità rende le cellule più dinamiche e può favorire la capacità del tumore di invadere i tessuti circostanti.
Dalle molecole al tessuto: come cambia il comportamento del tumore
“Uno degli aspetti più innovativi del lavoro – precisa Andrea Disanza – è la capacità di collegare fenomeni che avvengono su scale diverse. A livello molecolare, IRSp53 interagisce con la proteina Afadin, contribuendo a mantenere l’organizzazione delle giunzioni tra cellule. Questo si traduce, a livello cellulare, in un controllo della tensione e della coesione tra cellule. Infine, su scala più ampia, queste proprietà determinano il comportamento collettivo del tessuto, inclusa la sua viscosità”.
Grazie alla combinazione di modelli fisici, esperimenti biofisici avanzati e tecniche di biologia molecolare, lo studio mostra come la variazione di una singola proteina possa influenzare in modo significativo il comportamento complessivo del tumore.
Il riscontro clinico
Un aspetto particolarmente significativo riguarda la validazione clinica dei risultati. “Analizzando campioni di tumore al seno in collaborazione con patologi dell’Istituto Europeo di Oncologia – illustra Stefano Marchesi, ricercatore IFOM e primo autore dello studio – abbiamo osservato che bassi livelli o una distribuzione anomala di IRSp53 sono associati a una prognosi peggiore e a una maggiore probabilità di evoluzione verso forme invasive. Questo suggerisce che la viscosità tissutale non sia solo un concetto teorico, ma un parametro con un impatto reale sulla malattia”.
Le tecnologie attuali consentono già un’analisi approfondita del tumore dal punto di vista genetico e molecolare. Questo lavoro introduce però un ulteriore livello interpretativo: quello delle proprietà fisiche emergenti del tessuto. In altre parole, oltre a decifrare il “codice” biologico del tumore, diventa possibile comprenderne anche il comportamento materiale.
Nuove prospettive
Questo cambio di prospettiva apre nuove possibilità per la ricerca e, in futuro, anche per la pratica clinica. Studiare le proprietà fisiche del tumore potrebbe aiutare a riconoscere con maggiore precisione le forme più aggressive, prevederne l’evoluzione e sviluppare strategie terapeutiche mirate non solo ai meccanismi molecolari, ma anche ai fattori fisici che favoriscono la diffusione tumorale.
Clicca qui per leggere l’estratto originale dello studio.
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