Il cancro è oggetto di ricerche approfondite in tutto il mondo. Molte sono le domande in merito a questa malattia che rimangono senza risposta. Da cosa ha origine esattamente il cancro nel corpo , e come crescono i tumori? La teoria delle cellule staminali tumorali spiegherebbe come alcune forme di cancro funzionano, e perchè alcuni pazienti sono soggetti a recidive.
Cosa sappiamo?
Mutazioni nei geni che controllano la divisione cellulare possono indurre cellule sane a diventare cellule cancerose. Non è però ancora chiaro come da un piccolo numero di cellule cancerose si possa sviluppare un tumore.
Nei tumori, soltanto alcune cellule si dividono e moltiplicano continuamente. Questa osservazione ha portato a formulare due teorie sulla formazione dei tumori. Il “modello delle cellule staminali cancerose” sostiene che le cellule staminali del cancro danno origine a tutte le altre cellule tumorali , proprio come altri tipi di cellule staminali fanno nel corpo.Alcune cellule tumorali vanno incontro ad un breve periodo di divisione, ma soltanto le cellule staminali cancerose sono in grado di generare nuove cellule in modo indefinito.
Il “modello stocastico” suggerisce invece che tutte le cellule tumorali possano dividersi e differenziarsi, contribuendo in egual modo alla crescita di un tumore.
A che punto è la ricerca?
Ci sono molte incognite sulle cellule staminali cancerose. E’ anche possibile che non esistano affatto in tutti i tipi di tumore. i Non ci sono ancora prove definitive né per una teoria né per l’altra, ed è possibile che diversi tipi di cancro si comportino secondo teorie diverse. I ricercatori stanno cercando prove più concrete per stabilire se le cellule staminali cancerose siano presenti nei tumori.
I ricercatori stanno inoltre cercando di capire quali cellule diano origine alle cellule cancerose. Qualsiasi cellula e’ in grado di trasformarsi in cellula staminale tumorale, oppure sono soltanto le cellule staminali naturali che, in seguito a mutazioni genetiche, diventano cellule staminali cancerose?
Quali sono le sfide?
I ricercatori mirano a scoprire cosa influenza il comportamento delle cellule cancerose staminali. Cio’ significa capire come diversi geni, mutazioni, segnali e l’ambiente stesso, possano influenzare il comportamento delle cellule staminali cancerose. Cio’ non è facile, poiche’ studiare le cellule staminali cancerose spesso richiede doverle isolare in laboratorio, dove assumono un comportamento diverso rispetto a quando si trovano nel nostro corpo.
Introduzione al cancro
A proposito di cancro
In un corpo sano, alcune cellule possono dividersi per produrre nuove cellule. Questo è un processo altamente controllato che, nel corso della vita adulta, permette al corpo di crescere e di sostituire cellule perdute o danneggiate. Nel cancro, le cellule si dividono in modo incontrollato, formando alla fine una massa anomala di cellule chiamata tumore.
Le cellule cancerose si dividono in modo incontrollato a causa di mutazioni (cambiamenti) dei loro geni. Le mutazioni si accumulano man mano che le nostre cellule si dividono e invecchiano. Molte di queste combinazioni di mutazioni genetiche hanno pochi o nessun effetto, ma alcune di esse possono generare il cancro.
Come crescono i tumori
Malgrado l’intensa ricerca sul cancro, non è totalmente chiaro come i tumori possano crescere. Molto spesso i tumori sono composti da una miscela di differenti tipi di cellule. Alcune cellule si dividono ripetutamente, mentre altre sembrano trasformarsi in tipi di cellule più mature che non si dividono più. Ci sono due teorie principali per spiegare questo fenomeno: la teoria delle cellule staminali tumorali e quella del modello stocastico (casuale) di crescita del cancro.
Figura 1: Teorie sul cancro La teoria delle cellule staminali tumorali suggerisce una ben definita gerarchia nelle cellule di un tumore. Il modello stocastico dice che la crescita del tumore è un processo casuale al quale contribuiscono tutte le cellule.
La teoria delle cellule staminali tumorali suggerisce che i tumori crescono come normali tessuti del corpo: le cellule staminali costituisconoun sistema organizzato che crea nuove cellule per generare un tessuto. Secondo questa idea, i tumori contengono:
Cellule staminali tumorali: queste cellule duplicandosi, sostengono lo sviluppo del tumore. Queste cellule, come altre cellule staminali adulte, possono auto-rinnovarsi (duplicare se stesse) ampiamente. Esse inoltre producono o cellule ad amplificazione transiente.
Cellule ad amplificazione transiente: come le cellule staminali, esse sono indifferenziate. Queste cellule si dividono un certo numero di volte, per poi smettere di dividersi e iniziare a differenziarsi(o “maturare”) in cellule tumorali specializzate.
Cellule tumorali specializzate: cellule che non si dividono e quindi non contribuiscono alla crescita del tumore.
Secondo questa idea, le cellule in un tumore sono parte di un sistema altamente organizzato. Le cellule staminali tumorali rappresentano il punto di partenza di questo sitema organizzato, dandoorigine a tutte le altre cellule tumorali.
Il modello stocastico di crescita del cancro da’ una diversa possibile spiegazione sulla crescita del tumore. Questa teoria sostiene che tutte le cellule cancerose hanno lo stesso potenziale nel crescere e dividersi. Ogni cellula sceglie in modo casuale tra auto-rinnovamento e differenziazione. Le cellule di un tumore non fanno parte di un sistema organizzato – ogni cellula ha lo stesso potenziale intrinseco,contribuendo alla crescita del tumore.
Ancora una volta, gli scienziati stanno studiando come si originano i tumori e come crescono nel corpo. Entrambe le teorie sono corrette. Esse potrebbero applicarsi a diversi tipi di cancro, o a differenti stadi dello sviluppo del tumour.
Attuali trattamenti
Prove a favore delle cellule staminali tumorali
Non esistono prove definitive né a favore di una teoria né dell’altra. Tuttavia, sempre più dati suggeriscono che la teoria delle cellule staminali tumorali sia valida in alcuni casi.
Le prime prove a favore dell’esistenza delle cellule staminali tumorali vengono dagli studi sulla leucemia umana. I ricercatori hanno scoperto che soltanto uno specifico sottoinsieme di cellule leucemiche può causare la leucemia quando trapiantata in un corpo sano, caratteristica chiave delle cellule staminali tumorali.
A partire da questa scoperta, molti ricercatori hanno trovato cellule con le caratteristiche delle cellule staminali tumorali in una grande varietà di tumori umani e di topo, compresi il cancro al seno, al cervello, alla pelle, alla prostata e al tratto gastro-intestinale. In altri tipi di tumore, come il tumore al colon,le cellule con carattestiche di cellule cancerose staminali sono rare. In altri tipi ancora , di cancro, come il melanoma, un grande numero di cellule tumorali possiede caratteristiche di cellule staminali del cancro.
Le cellule staminali tumorali sono controverse
La teoria delle cellule staminali tumorali è controversa tra i ricercatori. Prove sulla loro esistenza si basano e prevalentemente su esperimenti che richiedono la disgregazione del tumore, l’isolamento di particolari cellule e quindi il loro trapianto in un corpo. Questo processo non rappresenta esattamente lo sviluppo naturale del cancro.
Per confermare se tali cellule trapiantate sono realmente cellule cancerose staminali, gli scienziati hanno monitorato le singole cellule all’interno del tumore generato.Tale approccio ha mostrato che, soloin alcuni casi (come nel tumore della pelle e del colon), le cellule isolate guidano la crescita del tumore all’ interno del corpo.
Questo tipo di analisi dovrebbe essere applicato a differenti tipi di tumori, e a diversi stadi di progressione del tumore. Cio’ permettera’ ai ricercatori di valutare fino a che punto il modello delle cellule staminali tumorali sia valido per i differenti tipi di tumore, e i diversi stadi della malattia.
Comenpotrebbero aiutare le cellule staminali?
Cellule staminali tumorali e potenziali terapie
L’idea delle cellule staminali tumorali ha importanti implicazioni nella terapia contro il cancro. Se le cellule staminali del cancro sono responsabili della crescita tumorale, allora eliminare queste cellule potrebbe alla fine guarire il paziente. E’ stato anche suggerito che, rispetto alle altre cellule di un tumore, le cellule staminali tumorali sono piu’ resistenti ai chemio- e radioterapici. Questa potrebbe essere una causa di recidiva del tumore dopo una terapia. Comprendere come le cellule staminali tumorali resistano alle terapie mediche, porterebbe allo sviluppo di nuovi e piu’ efficaci trattamenti contro il cancro.
Figura 2: Cellule staminali tumorali e terapia Se una terapia anti tumorale distrugge la maggior parte delle cellule di un tumore ma risparmia le cellule staminali tumorali, allora queste possono continuare a rinnovarsi,portando il tumore a svilupparsi nuovamente.
E’stato anche ipotizzato che le cellule staminali tumorali siano più resistenti alla chemio- e radioterapia rispetto alle altre cellule presenti in un tumore. Questa potrebbe essere una causa della recidiva del tumore dopo la terapia.
Capire come le cellule staminali del cancro resistano alle terapie mediche porterebbe allo sviluppo di nuovi e più efficaci trattamenti contro il cancro.
Ricerche attuali
Domae ricerche piu’ approfondite sono necessarie per stabilire con precisione come diverse tipologie di tumori crescano e come possano resistere alle terapie mediche. I ricercatori stanno cercando di comprendere:
Tutti i tumori contengono cellule staminali tumorali?Se così non fosse, qual è la cellula d’origine, o il punto di partenza, per le diverse forme di cancro? . Cosa controlla le cellule staminali? Quali geni, proteine o altre molecole sono coinvolte nel loro sviluppo e comportamento?
L’ambiente circostante, o “microambiente” ha un effetto sul comportanto delle cellule staminali tumorali?
Le risposte a queste domande sono alla base per lo sviluppo di nuove strategie per il trattameno del cancro.
