Expansiunea celulelor tumorale sfidează legile fizicii. Cercetările care ar putea sta la baza unui nou tratament pentru cancer

Analiza modului în care o tumoră malignă se extinde a relevat existenţa a două tipuri de forţe. Relaţia dintre aceste forţe şi mişcarea celulelor depăşeşte legile fizice actuale, potrivit cercetătorilor spanioli.

O tumoare malignă este caracterizată prin capacitatea sa de a se răspândi în jurul zonelor aflate în vecinătate. Pentru a face acest lucru, celulele tumorale se lipesc de ţesutul înconjurător şi utilizează diferite forţe pentru a se propulsa. Revista Nature Physics, citată de Science Daily a publicat zilele trecute un studiu realizat de o echipă condusă de Xavier Trepat, cercetător ICREA la Institutul de Bioinginerie din Catalonia (IBEC) şi lector la Departamentul de Biomedicină din Barcelona (UB) şi Jaume Casademunt, profesor de Fizică la UB, în care aceştia analizează forţele pe care aceste celule tumorale le folosesc pentru a se răspândi. Relaţia dintre aceste forţe şi mişcarea celulelor depăşeşte legile fizice actuale, sugerează cercetătorii.

Experimentul 

Cercetătorii au pus celulele tumorale mamare pe o suprafaţă bogata în colagen şi au observat modul în care acestea s-au extins. Tehnologia dezvoltată de Trepat le-a permis măsurarea forţelor fizice folosite de aceste celule în timpul procesului de deplasare, proces care nu a fost analizat până în prezent. Prin aceste metode, ei au descoperit că răspândirea tumorii depinde de o concurenţă între forţe: celulele se lipesc una de alta şi sunt ţinute împreună, dar în acelaşi timp celulele se lipesc de mediul înconjurător pentru a ieşi din formaţiune. În funcţie de forţa predominantă, tumoarea va păstra forma sa sferică sau se va răspândi în întregime în jurul suprafeţei sale. „Este un proces similar celui în care punem o picătură de apă pe o suprafaţă. Pe unele suprafeţe, picătura se va răspândi în totalitate, de exemplu pe o cărămidă, în timp ce când se pune pe alte suprafeţe, picătura va rămâne sferică, de exemplu pe o ţesătură impermeabilă de umbrelă”, spune Carlos Pérez, cercetător IBEC şi primul autor al articolului.

E nevoie de o nouă teorie a fizicii

În ciuda asemănărilor dintre tumori şi lichide, legile fizicii care se manifestă în cazul acestor două fenomene sunt foarte diferite. „Cum se comportă umezeala pe suprafeţe este o problemă de bază în fizica clasică pe care o înţelegem, dar tumorile par să urmeze legi foarte diferite”, notează Ricard Alert, cercetător UB şi co-autor al articolului. Spre deosebire de fluidele pasive, celulele pot crea forţe şi se pot deplasa pe cont propriu. Acest lucru transformă ţesuturile biologice în fluide active şi, în special, tumorile în picături active. Prin urmare, înţelegerea expansiunii tumorale pe o suprafaţă necesită dezvoltarea unei noi teorii fizice pe care cercetătorii o numesc „materie activă”.

La baza unor noi terapii

„Când ne gândim la starea materiei, ne gândim, de obicei, la solide, lichide sau gaze. Rezultatele noastre şi alte rezultate de laborator arată că celulele vii nu se încadrează în această schemă şi se comportă ca o altă stare de materie, pe care o numim materie activă,” spune Jaume Casademunt. Când apare o tumoare, celulele suferă mutaţii şi proprietăţile lor mecanice se schimbă. În general, celulele tumorale îşi pierd uniunea între ele şi încep să se unească cu mediul înconjurător. În timpul creşterii tumorii, mediul propriu se schimbă, crescând cantitatea de colagen şi rigiditatea. „Experimentele noastre arată că aceste schimbări sunt suficiente pentru a afecta echilibrul forţelor provocând astfel răspândirea celulelor", spune Xavier Trepat.

Aceste descoperiri arată importanţa forţelor fizice în metastaze, deschizând fereastra dezvoltării de terapii care să vizeze modificare mecanicii tumorilor

Citeşte şi

Legătura între dietă şi cancer: rolul aminoacizilor în „înfometarea“ tumorilor

Secretul longevităţii se află în intestin. Experimentul cu probiotice care au prelungit viaţa cu 60%