La senescenza cellulare non ferma la crescita tumorale
gennaio 2012
Le cellule tumorali tendono a crescere indefinitamente e questo ha fatto supporre che la senescenza possa rappresentare una barriera alla crescita tumorale. Una collaborazione interdisciplinare tra il CNR-IENI di Milano, l'Università di Milano e Cornell University (USA) ha mostrato che la senescenza cellulare avviene spontaneamente in cellule di melanoma, ma non ne arresta la crescita che è sostenuta da una piccola popolazione di cellule staminali tumorali. I risultati, pubblicati sulla rivista open access PLoS Computational Biology il 19 gennaio 2012.
Il lavoro esplora la relazione tra melanoma e senescenza cellulare, il processo naturale per cui le cellule invecchiando smettono di dividersi. Caterina La Porta, dell'Università di Milano, ha seguito per quattro mesi la crescita in vitro di cellule di melanoma, monitorando il numero di cellule senescenti. Dopo tre mesi la crescita ha cominciato a rallentare e la maggioranza delle cellule sono diventate senescenti, ma il processo di crescita non si è arrestato completamente ed è poi ripreso alla velocità iniziale mentre le cellule senescenti sono scomparse. Una consistente presenza di cellule senescenti è stata poi osservata in tumori ottenuti in topi immunocompromessi.
Stefano Zapperi del CNR e James Sethna di Cornell hanno sviluppato un modello matematico basato sull'ipotesi che all'interno del tumore sia presente una piccola frazione di cellule staminali tumorali che si divide indefinitamente senza andare senescenza. Oltre a riprodursi, queste cellule danno anche origine ad una vasta popolazione di cellule tumorali ordinarie che si dividono solo per un numero finito di volte prima di diventare senescenti. Il modello è stato poi confrontato con i dati sperimentali permettendo di riprodurre quantitativamente sia le curve di crescita che l'evoluzione del numero di cellule senescenti. Il modello consente quindi di ottenere una conferma indiretta della presenza di cellule staminali tumorali nel melanoma, una questione ancora dibattuta, e può essere esteso facilmente ad altri tumori in cui la presenza di cellule staminali tumorali è invece assodata.
Benché una gran parte delle cellule tumorali possano divenire senescenti, indurre la senescenza non sembra una strategia promettente dal punto di vista terapeutico perché queste cellule sono irrilevanti per la crescita del tumore. Simulazioni del modello mostrano che accelerare la senescenza porterebbe solo ad una scomparsa temporanea del tumore, che poi ricomincerebbe a crescere sostenuto dalle cellule staminali tumorali. La presenza di queste cellule nel melanoma potrebbe aiutare a sviluppare nuovi metodi per curare questo tumore. La sfida è di superare le resistenza alla senescenza possedute dalle cellule staminali tumorali e sviluppare metodi che colpiscano specificamente queste cellule.
Articolo (Open access):
La Porta CAM, Zapperi S, Sethna JP (2012) Senescent Cells in Growing Tumors: Population Dynamics and Cancer Stem Cells. PLoS Comput Biol 8(1): e1002316. doi:10.1371/journal.pcbi.1002316