Cancro: una nuova tecnica di sequenziamento del DNA analizza i tumori cellula per cellula per combattere le malattie

da The Conversation

— questo post è stato creato da Alba Rodriguez-Meira e Adam Mead, Università di Oxford

Una nuova tecnica di sequenziamento del DNA consente agli scienziati di tenere traccia degli errori genetici nelle singole cellule tumorali. Per la prima volta possono ricostruire la storia della vita di un tumore e capire come un errore nel DNA di una cellula abbia portato alla crescita incontrollabile di un tumore. Questa nuova tecnologia aiuterà i medici a capire come si è evoluto un particolare tumore e a personalizzare i trattamenti per ogni paziente, per renderli più efficaci e di successo.

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Siamo fatti di miliardi di cellule che lavorano insieme per costruire ogni parte del nostro corpo. Occasionalmente, una di queste cellule acquisisce un errore nel suo codice genetico e questo errore, o mutazione, può talvolta far sì che questa singola cellula anormale si divida e cresca più velocemente di quelle sane, causando lo sviluppo di un tumore. Durante questo processo, le cellule possono continuare ad evolversi e accumulare molte più mutazioni che lo rendono più pericoloso di quello originale.

In precedenza, quando i ricercatori studiavano il cancro, prendevano un pezzo del tumore e lo analizzavano nel suo insieme. Senza comprendere la storia della vita di ciascun tumore, la scienza potrebbe solo darci un'immagine incompleta del cancro, in cui le diverse cellule sono mescolate e mediate, per avere un'idea di quanto fosse pericoloso il cancro. Ma non ci ha detto nulla su come si era evoluto il tumore e di che tipo di cellule era composto, rendendo difficile per i medici selezionare il trattamento giusto per ogni paziente.

Questo è il motivo per cui molti trattamenti contro il cancro non funzionano e, quando lo fanno, il cancro a volte ricresce nel giro di pochi mesi o anni, tornando molto più aggressivo del precedente e molto più difficile da trattare.

Vedendo l'intera immagine

Poiché l'intero tumore non poteva essere sconfitto nel suo insieme, cinque anni fa, i ricercatori hanno iniziato a utilizzare una strategia diversa: dividere e conquistare. Hanno iniziato a dividere i tumori in singole cellule e ad analizzare ciascuna cellula cancerosa separatamente per cercare di capire quali tipi di cellule componevano ciascun tumore.

Ma anche con questo progresso, avevano ancora solo due strumenti principali per analizzare le singole cellule tumorali. Uno strumento ha permesso loro di leggere il codice genetico di una singola cellula alla volta, identificando quali cellule hanno mutazioni genetiche. L'altro strumento li ha aiutati a capire quali geni erano attivi in ​​ogni cellula cancerosa e quale fosse il loro ruolo nelle cellule. Tuttavia, nessuno di questi strumenti ha rivelato l'intero quadro. Usandoli, potresti ottenere gli errori genetici da ciascuna cellula o i geni che sono attivi e funzionali, ma non entrambi. Ciò ha reso impossibile capire quali geni vengono attivati ​​a causa di errori genetici in ciascuna cellula.

Un team di ricercatori dell'MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine, Università di Oxford, ha sviluppato una nuova tecnica di sequenziamento di singole cellule che ha permesso loro di vedere l'intero quadro. Consente agli scienziati di analizzare gli errori genetici che ogni cellula di un tumore ha accumulato, comprendendo anche la sua attività genica e la funzione cellulare. Ciò consentirà ai ricercatori di vedere nei minimi dettagli ogni aspetto del tumore.

Il ricercatore Alba Rodriguez-Meira mostra un piatto tipico utilizzato in questi esperimenti. Ciascuno può contenere 384 cellule cancerose. MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine, autore fornito

Nel loro ultimo studio, pubblicato su Cellula molecolare, hanno usato questa nuova tecnica, chiamata TARGET-seq, per analizzare molte migliaia di cellule di 11 pazienti le cui cellule che producono il sangue erano diventate cancerose. La loro analisi ha fornito un quadro dettagliato dei tipi di cellule che componevano i tumori del sangue. Grazie alla sua alta risoluzione, hanno potuto ricostruire l'intera storia di vita di ciascun tumore e identificare le molecole attive durante le prime fasi dello sviluppo del tumore. Hanno anche scoperto che le cellule che sembravano sane, poiché non avevano mutazioni cancerose, si comportavano come cellule maligne e attivavano geni anormali perché si trovavano in un ambiente tumorale.

Gli scienziati stanno ora utilizzando TARGET-seq per analizzare diversi tipi di leucemie aggressive per le quali non esistono trattamenti efficaci. Sperano di capire come eliminare le cellule che hanno originato e sostenuto il tumore, per poterle eradicare completamente. In futuro, speriamo che questa tecnica venga utilizzata dagli oncologi per determinare l'esatta miscela di cellule tumorali che compone ogni tumore e personalizzare il trattamento giusto per ogni paziente.

Alba Rodriguez-Meira, Dottorando, Università di Oxford e Adam Mead, Professore di Ematologia, Università di Oxford

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.