Pressioni, deformazioni e rigidità agiscono ogni giorno sulle cellule tumorali e ne orientano il comportamento. Queste forze fisiche possono spingerle a diventare più invasive, favorire la formazione di metastasi e modificare la risposta ai farmaci. Oggi la ricerca riesce finalmente a osservare questo processo mentre avviene. Una nuova piattaforma di microscopia integrata consente di seguire in tempo reale il modo in cui i tumori percepiscono gli stimoli meccanici e li trasformano in segnali biologici.
Una tecnologia che unisce fisica e biologia
La piattaforma nasce dal lavoro di un team interdisciplinare che coinvolge IFOM Ets, Università degli Studi di Milano, Università degli Studi di Perugia, il CNRS-Institut Curie e il Cnr-Iom. Il sistema combina due tecniche ottiche avanzate. La microscopia Brillouin misura la rigidità delle cellule usando la luce. La spettroscopia Raman analizza in parallelo la loro composizione biochimica. Il tutto avviene all’interno di un microdispositivo fluidico che riproduce condizioni molto simili a quelle dei tessuti viventi.
Il risultato è una visione sincronizzata. Da un lato le forze fisiche che agiscono sulle cellule. Dall’altro le risposte molecolari che queste innescano. Come vedere insieme immagine e suono, invece di studiarli separatamente.
Sferoidi tumorali, modelli più vicini alla realtà
Gli esperimenti si sono concentrati su sferoidi tridimensionali di tumore al seno. Si tratta di aggregati cellulari microscopici che imitano l’architettura dei tumori reali molto meglio delle colture bidimensionali tradizionali. In questi modelli, i ricercatori hanno applicato deformazioni meccaniche cicliche, simili a quelle che le cellule subiscono nei tessuti.
La risposta è stata immediata. Le cellule hanno modificato la forma del nucleo e attivato rapidamente il gene dello stress ATF3. Questo gene entra in funzione quando una cellula affronta condizioni difficili e può influenzare sopravvivenza, adattamento e, nei tumori, capacità invasiva. Ancora più sorprendente è ciò che accade dopo. A distanza di 24 ore, le cellule mostrano un comportamento più aggressivo, come se conservassero una memoria dello stimolo meccanico ricevuto.
Perché conta per la ricerca sui tumori
Questi risultati rafforzano un’idea sempre più centrale in oncologia. Le forze fisiche non fanno solo da sfondo alla crescita dei tumori. Ne guidano l’evoluzione. Capire come le cellule trasformano uno stimolo meccanico in un segnale biologico apre nuove strade, permettendo di studiare meglio la progressione tumorale e offrendo strumenti per valutare la risposta ai farmaci in condizioni più realistiche. In prospettiva, potrebbe aiutare a individuare nuovi bersagli terapeutici legati alla meccanobiologia.
La piattaforma, descritta sulla rivista scientifica Advanced Science, è completamente ottica e non invasiva che non altera le cellule ma le osserva mentre vivono e reagiscono. Un passo avanti importante per comprendere come il cancro si adatta, resiste e cambia forma. E, un domani, per imparare a fermarlo proprio partendo dalle forze che lo plasmano.
