Cancro : una malattia delle cellule staminali?
Il cancro è soggetto di intense ricerche in tutto il mondo, ma molte questioni che riguardano i meccanismi della malattia rimangono senza risposta. Come inizia il cancro esattamente, e come crescono i tumori? La teoria delle cellule staminali tumorali spiegherebbe come alcune forme di cancro funzionino e perchè alcuni pazienti siano soggetti a recidive.
Mutazioni nei geni che controllano la divisione cellulare possono indurre delle cellule sane a diventare cellule cancerose. Non è però ancora chiaro come le cellule cancerose si sviluppino in un tumore.
Nei tumori, soltanto alcune delle cellule si dividono e moltiplicano continuamente. Questa osservazione ha portato gli scienziati a formulare due teorie riguardo a come si formino i tumori.
Il modello delle “cellule staminali cancerose” sostiene che delle cellule staminali del cancro diano origine a tutte le altre cellule che si trovano in un tumore. Alcune cellule nel tumore potrebbero dividersi per un breve periodo, ma soltanto le cellule staminali cancerose possono generare nuove cellule indefinitamente.
Il “modello stocastico” suggerisce invece che molte diverse cellule all’interno di un tumore possano replicarsi, differenziarsi e contribuire in modo eguale alla crescita del tumore.
Ci sono molti aspetti sconosciuti riguardo alle cellule staminali cancerose, incluso se esistano affatto in tutti i tipi di cancro. 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. Possono tutte le cellule diventare cellule staminali cancerose? Oppure, sono soltanto le cellule staminali naturali che, in seguito a mutazioni genetiche, diventano cellule staminali cancerose?
I ricercatori vogliono capire come diversi geni, mutazioni, segnali e ambienti influenzino il comportamento delle cellule staminali cancerose. Questo non è facile, perché studiare le cellule staminali cancerose spesso richiede doverle isolare in laboratorio, dove è possibile che si comportino in modo diverso rispetto a quando sono nel corpo.
In un corpo sano, alcune cellule possono dividersi per produrre nuove cellule. Questo è un processo attentamente controllato che permette al corpo di crescere e di sostituire cellule perdute o danneggiate nel corso della vita adulta. Nel cancro, le cellule si dividono in modo incontrollato, formando infine una massa abnorme di cellule chiamata tumore. Le cellule cancerose sono fuori controllo a causa di mutazioni (cambiamenti) nei loro geni. Le mutazioni si accumulano man mano che le nostre cellule si dividono e invecchiano, ma alcune combinazioni di mutazioni genetiche possono portare al cancro.
Malgrado l’intensa ricerca sul cancro, non è precisamente chiaro come i tumori crescano. Molto spesso i tumori sono composti da una mescolanza 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: quella delle cellule staminali cancerose e quella del modello stocastico di crescita del cancro.
La teoria delle cellule staminali tumorali suggerisce che i tumori crescano come normali tessuti del corpo, con le cellule staminali alla base di un sistema organizzato che crea nuove cellule per far crescere un tessuto. Secondo questa idea, i tumori contengono:
- Cellule staminali tumorali che si dividono e sostengono lo sviluppo del tumore. Queste cellule possono auto-rinnovarsi (duplicare sé stesse) ampiamente, oltre a produrre cellule più mature chiamate cellule ad amplificazione transiente.
- Le cellule ad amplificazione transiente che si dividono un certo numero di volte quindi si differenziano (o “maturano”) in cellule tumorali specializzate.
- Cellule tumorali specializzate 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 in cui le cellule staminali tumorali risiedono alla sommità dell’albero, e danno origine a tutte le altre cellule tumorali.
Il modello stocastico di crescita del cancro da’ una diversa possibile spiegazione alla crescita del tumore. Questa teoria sostiene che tutte le cellule cancerose hanno lo stesso potenziale di crescere e dividersi, ma ogni cellula sceglie in modo casuale tra auto-rinnovamento e differenziazione. Le cellule in un tumore non fanno parte di un sistema organizzato – ogni cellula ha lo stesso potenziale intrinseco di contribuire alla crescita del tumore.
Diversi tipi di cancro possono funzionare in modi dfferenti, è dunque possibile che entrambe queste teorie siano realistiche. Forse sono valide in diverse forme di cancro o a diversi stadi dello sviluppo del tumore.
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 viene trapiantato 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, della pelle, della prostata e del tratto gastro-intestinale. In alcuni altri tipi di tumore le cellule staminali tumorali sono rare, per esempio nel cancro al colon. In altri tipi ancora, come il melanoma, un grande numero delle cellule tumorali possiede caratteristiche delle cellule staminali del cancro.
Le cellule staminali tumorali sono controverse
La teoria delle cellule staminali tumorali è controversa perchè le prove della loro esistenza si basano esclusivamente su esperimenti che richiedono la disgregazione del tumore, l’estrazione di particolari cellule e quindi il loro trapianto. Questo processo non rispecchia esattamente lo sviluppo naturale del cancro. Per dimostrare che le cellule trapiantate siano realmente cellule staminali tumorali, gli scienziati avrebbero bisogno di esaminare singole cellule e dimostrare che queste sostengano effettivamente lo sviluppo del tumore all’interno del naturale ambiente del corpo.
L’idea delle cellule staminali tumorali ha importanti implicazioni per la terapia contro il cancro. Se le staminali del cancro sono responsabili del sostenere la crescita tumorale, allora eliminare queste cellule potrebbe alla fine guarire il paziente.
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 potrebbe condurre allo sviluppo di nuovi, più efficaci trattamenti.
Molte domande sul cancro devono ancora avere risposta. Più studi sono necessari per stabilire con precisione come diverse tipologie di tumori crescano e come possano resistere alle terapie mediche. Per caso tutti i tumori contengono cellule staminali tumorali? Che tipo di cellula è la cellula d’origine, o punto di partenza, per le diverse forme di cancro? I ricercatori stanno anche studiando come le cellule staminali tumorali siano controllate. Quali geni, proteine o altre molecole sono coinvolte nel loro sviluppo e comportamento? L’ambiente immediatamente circostante, o “microambiente” ha un effetto su come le cellule staminali tumorali si comportano? Le risposte a queste domande saranno importanti per lo sviluppo di nuove strategie per il trattameno del cancro.
Information about cancer from the World Health Organisation
Patient information on cancer from Cancer Research UK
European Research Council (ERC) interview of Cedric Blanpain about his studies on skin cancer
In French: Video interview of Cedric Blanpain talking about his work (2 mins)
Cancer Stem Cells: The Origin of Cancer – film of scientist Irving Weissman (48 mins)
Questa scheda è stata creata da Cédric Blanpain.
Revisionata nel 2015 e nel 2018 da Cédric Blanpain.
Immagini a cura di Cédric Blanpain, Benjamin Beck, Khalil Kass Youssef e Gaelle Lapouge.
Tradotta in italiano da Virginia Turati e Benedetta Carbone.