Biomed CuE » Ingegneria cellulare e tissutale » Mappa genetica dei tumori: è pronta e ci dice come crescono

Mappa genetica dei tumori: è pronta e ci dice come crescono

Finalmente un team di ricerca tramite una nuova tecnica, trascrittomica spaziale, è riuscito ad elaborare una mappa genetica del cancro ed ad aumentare la comprensione sui tumori.

Categorie Ingegneria cellulare e tissutale · Innovazione · Medicina

Capire qual è l’origine del cancro può migliorare la comprensione di come un tumore è cresciuto, si è sviluppato e si è modificato nel tempo. Ciò è possibile utilizzando una nuova tecnica, chiamata trascrittomica spaziale, che consente di vedere quali cambiamenti genetici avvengono senza rompere il tessuto in analisi. Questo aggiunge una nuova dimensione che i ricercatori hanno ora usato per rivelare quali cellule sono mutate e dove all’interno dell’ecosistema di un organo. Da queste analisi si è creata una mappa genetica dei tumori.

sequenziamento completo del genoma umano
Ottenere la mappa genetica dei tumori è utile per capire quali geni e quale zone sono associate al cancro in alcune patologie.

La situazione attuale

Le attuali tecniche per studiare la genetica delle cellule all’interno dei tumori comportano il prelievo di un campione dall’area cancerosa e l’analisi del DNA di quelle cellule. Il problema è che molti tumori, come il cancro alla prostata, sono tridimensionali, il che significa che qualsiasi campione fornisce solo una piccola istantanea della zona cancerosa in questione. In questo senso, c’è ancora molto da imparare su quali cambiamenti cellulari causano il cancro e da dove questo ha inizio. Una cosa di cui si è abbastanza certi è che inizia con mutazioni genetiche.

Cos’è la trascrittomica parziale?

La trascrittomica spaziale differisce nettamente dal campionamento istologico tradizionale in cui uno strato di tessuto viene esaminato visivamente al microscopio e valutato da un patologo specializzato. Al contrario, la trascrittomica spaziale è imparziale e molto più estesa della microscopia tradizionale, anche se per un uso diffuso nella pratica clinica le misurazioni delle alterazioni genetiche sono ricche di costi. La legge di Moore potrebbe iniziare a prendere piede man mano che una comunità più ampia di oncologi acquisirà familiarità con la metodologia in questione.

La mappa delle mutazioni genetiche alla base dei tumori

Lo studio sulla mappa genetica dei tumori

Nello studio pubblicato sulla rivista Nature, i ricercatori hanno utilizzato la trascrittomica spaziale per creare la mappa di un’intera prostata con le aree sane e cancerose. Raggruppando le cellule con un’identità genetica simile ci si è sorpresi di vedere intere aree di tessuto presumibilmente sano con molte delle caratteristiche genetiche del cancro. Questa scoperta è sorprendente sia per la variabilità genetica all’interno del tessuto che per il gran numero di cellule che sono considerate sane, ma che contenevano mutazioni solitamente identificate con le cellule cancerose

Non si è mai avuto prima questo livello di risoluzione disponibile e questo nuovo approccio ha rivelato alcuni risultati sorprendenti. Si è scoperto che molti degli eventi che in precedenza si credevano collegati specificamente al cancro sono in realtà già presenti nel tessuto benigno. Questo ha grandi implicazioni per la diagnosi e anche potenzialmente per decidere quali zone di cancro devono essere trattate.

mappa genetica
(a) I segmenti assiali della prostata sono stati divisi in blocchi 5 × 5 mm2 per l’analisi trascrittomica spaziale. (b) Stato istologico per ogni sezione a livello di organo. (c) Distribuzione spaziale dell’espressione genica. (d) Distribuzione spaziale degli eventi. (e) Patologia rappresentativa di consenso a livello spot per la sezione H. (f) Analisi della componente principale UMAP dei GEF con un primo piano rappresentativo per la sezione H2_5. (g) Eventi totali per ogni sezione con un primo piano rappresentativo per la sezione H2_5 – Credits: Nature

Mapprare migliaia di regioni tissutali in un singolo esperimento è un approccio senza precedenti per analizzare l’eterogeneità dei tumori e il loro microambiente. Questa visione ad alta risoluzione influisce sul metodo medico attuale di affrontare ecosistemi complessi come il cancro. La possibilità di identificare i primi eventi è particolarmente eccitante per il futuro.

Analisi dei dati raccolti

I ricercatori hanno analizzato più di 150.000 regioni in tre tumori alla prostata, due tumori al seno, alcuni tumori della pelle, in linfonodi ed in alcuni tessuti cerebrali; da queste analisi hanno sviluppato un algoritmo per tracciare gruppi di cellule con cambiamenti genetici simili, “cloni”, nella loro posizione precisa; ciò ha permesso la mappatura genetica dei tumori in questione. Questo approccio ha permesso, inoltre, al team di scienziati di ingrandire direttamente il tessuto visibile attraverso microscopiche strutture multicellulari e direttamente nei geni stessi, mantenendo l’ambiente generale del tessuto intatto. In futuro la creazione di queste mappe avrà un ruolo importante per la diagnostica rapida di determinati tumori.