Progresso nei modelli di ricerca sul cancro alla vescica

Il cancro alla vescica è un problema di salute serio ed è uno dei tipi di cancro più costosi da trattare. Ogni anno, sempre più persone ricevono questa diagnosi e il numero di morti per cancro alla vescica è in aumento. I trattamenti disponibili per il cancro alla vescica possono variare a seconda del tipo e dello stadio del cancro, ma in generale, i risultati di questi trattamenti non sono migliorati in modo significativo negli ultimi 40 anni, soprattutto rispetto ad altri tipi di cancro.

#Tipi di cancro alla vescica

Ci sono due forme principali di cancro alla vescica: il cancro alla vescica non muscolo-invasivo (NMIBC) e il cancro alla vescica muscolo-invasivo (MIBC). L’NMIBC è più comune, rappresentando circa il 75% dei casi di cancro alla vescica. Questa forma può essere divisa in categorie a rischio basso, intermedio e alto a seconda di quanto è aggressivo il cancro. Ogni categoria ha diverse opzioni di trattamento.

I trattamenti di prima linea per l’NMIBC tipicamente includono procedure per rimuovere il tumore, immunoterapia usando un vaccino chiamato Bacillus Calmette-Guerin (BCG) e chemioterapia usando farmaci come la mitomicina C e il cisplatino. Nei casi in cui l’NMIBC è più avanzato, i medici potrebbero usare un trattamento di seconda linea che include la gemcitabina combinata con altri farmaci chemioterapici.

Per l’NMIBC ad alto rischio, c'è una significativa possibilità di recidiva, il che significa che il cancro può tornare anche dopo il trattamento, e alcuni casi possono progredire in cancro muscolo-invasivo.

L’MIBC richiede trattamenti più aggressivi, spesso partendo dalla chemioterapia seguita da un intervento chirurgico per rimuovere completamente la vescica. I tassi di sopravvivenza per questa forma di cancro alla vescica sono preoccupanti, con circa il 49% dei pazienti che sopravvive cinque anni dopo il trattamento e solo il 36% che sopravvive dieci anni. Anche per coloro che guariscono, spesso affrontano sfide nella vita quotidiana a causa dell'impatto della malattia e del trattamento sulla loro qualità di vita.

#Sfide nel trattamento del cancro alla vescica

Il cancro alla vescica è difficile da trattare, in parte, a causa della sua natura variegata. Ogni tumore può comportarsi in modo diverso, rendendo difficile trovare trattamenti efficaci su misura per ogni tipo di cancro. Questa inconsistenza negli esiti del trattamento potrebbe essere una ragione per cui i progressi sono rimasti indietro rispetto ad altri tipi di cancro.

Attualmente, molti laboratori usano i topi come modelli per studiare il cancro alla vescica. Tuttavia, l'uso di questi topi comporta diverse sfide. Può essere laborioso e costoso, e ci sono regolamenti rigorosi sulla ricerca animale. Inoltre, possono volerci mesi per stabilire una malattia nei topi, e a volte le cellule tumorali umane non si comportano come farebbero in un corpo umano. Questa discrepanza sottolinea la necessità di migliori modelli per studiare il cancro alla vescica.

#Nuovi approcci nella modellazione del cancro alla vescica

Un nuovo approccio promettente è creare modelli usando cellule tumorali umane combinate con un ambiente simile a quello umano. I ricercatori stanno esplorando sistemi di coltura cellulare 3D per far crescere le cellule tumorali in arrangiamenti più complessi, permettendo loro di comunicare tra loro in modo simile a come farebbero in un vero tumore. Questo può aiutare a replicare come il cancro progredisce e risponde al trattamento in modo più accurato.

I ricercatori hanno anche fatto progressi nello sviluppo di piccoli modelli organici che imitano il tessuto della vescica umana. Questi modelli usano cellule umane e possono crescere in strutture che assomigliano molto al tessuto normale della vescica. Permettono ai ricercatori di osservare come le cellule tumorali interagiscono con il loro ambiente e come potrebbero rispondere a diversi trattamenti.

Nel nostro laboratorio, abbiamo creato un modello 3D di tessuto della vescica umana che può sopravvivere in urina, il che è vitale per la ricerca sul cancro alla vescica. Questo modello è derivato da specifiche cellule della vescica umana e consente ai ricercatori di studiare come si sviluppa il cancro in un ambiente che assomiglia molto alla vescica umana.

Abbiamo anche combinato questo modello della vescica con sfere di cellule tumorali provenienti da linee cellulari comuni di cancro alla vescica per studiare come queste cellule tumorali si comportano in un contesto più realistico. Utilizzando marcatori importanti nella diagnosi del cancro alla vescica, possiamo valutare se il nostro modello si comporta come i tumori reali nei pazienti.

#Comprendere il modello urinario umano 3D

Per stabilire il nostro modello di cancro alla vescica, abbiamo iniziato con cellule della vescica cresciute in una struttura 3D unica. Queste cellule possono formare strati simili a quelli che si trovano nelle vesciche umane. Permettendo a queste cellule di interagire con le sfere di cancro alla vescica, possiamo osservare come si comporta il cancro in un contesto più realistico.

Quando abbiamo testato il nostro modello, abbiamo potuto vedere che sia le sfere di cancro a basso grado che quelle ad alto grado mostravano caratteristiche diverse quando integrate nel nostro modello della vescica. Le sfere di cancro a basso grado mantenevano una forma arrotondata, mentre le sfere ad alto grado si espandevano e si integravano di più negli strati del tessuto vescicale. Questa differenza è significativa perché riflette come si comportano diversi gradi di cancro nel corpo.

#Valutazione del modello con biomarcatori

Per valutare se il nostro modello rappresenta accuratamente i tumori della vescica umana, abbiamo studiato l'espressione di specifici biomarcatori. Questi biomarcatori possono aiutare a identificare il tipo di cancro e la sua aggressività. Ad esempio, una proteina chiamata GATA3 si trova spesso nei tumori della vescica a basso grado, ma è assente nei tumori ad alto grado.

Nel nostro modello, il GATA3 era presente nelle sfere di cancro a basso grado, confermando che il nostro modello riflette le caratteristiche dei tumori reali. Abbiamo anche esaminato altre proteine comunemente usate nella diagnosi del cancro alla vescica, come CK7 e CK20. CK7 era espresso in tutti i nostri modelli, mentre CK20 era assente in entrambi i tipi di cancro, coerente con il comportamento tipico del cancro.

Le Cadherine, proteine che aiutano le cellule ad aderire tra loro, sono anche cruciali nella progressione del cancro. Nei tumori della vescica a basso grado, l'E-Cadherin è di solito espresso, sostenendo l'adesione cellulare, mentre nei tumori ad alto grado si esprime spesso N-Cadherin, indicando un comportamento più aggressivo. Il nostro modello ha mostrato le espressioni attese di E-Cadherin e N-Cadherin nelle sfere appropriate, supportando ulteriormente la sua rilevanza per la ricerca.

#Indicatori di progressione del cancro

Le Metalloproteinasi della matrice (MMP) sono enzimi che sono stati associati alla progressione del cancro attraverso il loro ruolo nel movimento e nell'invasione cellulare. Abbiamo esaminato l'espressione delle MMP-2 e -9 nelle sfere tumorali cresciute nel nostro modello. Entrambi gli enzimi erano presenti nelle nostre sfere a basso grado e ad alto grado, fornendo informazioni sulla loro migrazione e comportamento aggressivo.

L’uso del marcatore di proliferazione Ki-67 ci ha anche aiutato a capire quanto bene le cellule tumorali si sono adattate al nostro modello. Nelle sfere di cancro a basso grado, Ki-67 era espresso, indicando che queste cellule erano attive e si moltiplicavano. Al contrario, le sfere di cancro ad alto grado mostrano un'espressione limitata di Ki-67, suggerendo che avevano difficoltà a crescere nell'ambiente urinario.

#Test degli effetti della chemioterapia

Abbiamo anche valutato quanto bene il nostro modello poteva essere usato per testare i trattamenti. Un trattamento standard per il cancro alla vescica è la mitomicina C (MMC), che funziona danneggiando il DNA delle cellule tumorali. Abbiamo applicato diverse dosi di MMC ai nostri modelli tumorali per esaminare quanto fosse efficace nell'uccidere le cellule tumorali.

Nei modelli a basso grado RT112, il trattamento con MMC ha portato a chiari segni di danno e morte cellulare, come evidenziato dai cambiamenti morfologici nelle sfere. Nei modelli ad alto grado T24, abbiamo visto una tendenza simile, ma alcune sfere erano più piccole e danneggiate rispetto ai controlli non trattati.

#Conclusione

Il modello 3D di cellule tumorali della vescica umana integrate nel tessuto vescicale sano offre un nuovo modo per studiare questo tipo di cancro. Usando cellule umane in un ambiente urinario, abbiamo creato un contesto più realistico per osservare come il cancro si sviluppa e risponde a diversi trattamenti.

I nostri risultati indicano che questo modello ha potenziale per testare nuove terapie e può aiutare i ricercatori a comprendere meglio il cancro alla vescica a livello molecolare. Anche se ci sono ancora limiti, come la mancanza di un sistema immunitario completo o fornitura di sangue, questo nuovo approccio può portare a ulteriori progressi nella ricerca e nel trattamento del cancro alla vescica in futuro.

Inoltre, mentre i ricercatori lavorano per migliorare questi modelli, una possibilità entusiasmante è l'uso di cellule tumorali derivate dai pazienti. Questo cambiamento potrebbe permettere un approccio più personalizzato nel testare nuovi trattamenti e fornire preziose intuizioni su come si comportano diversi tumori negli individui. Continuando a sviluppare e perfezionare questi modelli, possiamo aprire la strada a strategie e terapie migliori nella lotta contro il cancro alla vescica.