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Le guide del modello matematico quantificano il comportamento metastatico delle cellule

La metastasi del Cancro è una fase difficile da combattere, particolarmente se le cellule tumorali stanno proliferando rapidamente. Un nuovo studio rivela che le celle metastatiche cambiano la loro forma alla diffusione ad altre parti del corpo. I ricercatori hanno formulato un modello matematico per studiare il comportamento metastatico delle cellule ed i simili sistemi cellulari.

La definizione della fase del tumore alla diagnosi è una fase imperativa per le decisioni cliniche circa gli approcci del trattamento. Quindi, l'individuazione tempestiva della metastasi nascosta che non può essere individuata con i metodi della rappresentazione notevolmente urterebbe le strategie del trattamento e la sopravvivenza a lungo termine.

Il gruppo dei ricercatori al centro medico di Beth Israele Deaconess perfezionamento una struttura matematica per capire la dinamica di come le celle del tumore si sviluppano e si spargono. Il modello è utile da semplificare i sistemi complessi per migliore comprensione della dinamica fisiologica dei trattamenti di organismo.

Cellule tumorali di migrazione. Credito di immagine: Juan Gaertner/Shutterstock
Cellule tumorali di migrazione. Credito di immagine: Juan Gaertner/Shutterstock

Metastasi e come funziona

La metastasi comprende il movimento o la diffusione delle celle del tumore da un tessuto o organo ad un altro. Le cellule tumorali si rompono a partire dall'origine del tumore e formano i nuovi tumori in un'altra parte del corpo. Attraversano through il sangue o il sistema linfatico.

Le cellule tumorali metastatiche attraversano l'endotelio, un gruppo di celle che allineano l'apparato circolatorio e gestiscono il passaggio di materiale in e dalla circolazione sanguigna. Attraversare l'endotelio non è una caratteristica delle celle non metastatiche.

La metastasi accade quando le cellule tumorali si spargono attraverso l'organismo. In primo luogo, invade i tessuti sani vicini e si muove verso i vasi sanguigni vicini o i linfonodi. Da là, attraversano through la circolazione sanguigna o il sistema linfatico ad altri organi dell'organismo.

Invadono le pareti del vaso sanguigno ed entrano nei tessuti vicini. Nella posizione della metastasi, le celle del tumore cominciano svilupparsi nel tessuto per formare i tumori minuscoli, avvianti i nuovi vasi sanguigni per formarsi per creare un'offerta stabile di sangue e delle sostanze nutrienti. Ciò permette che il tumore continui a crescere.

La metastasi del Cancro è un trattamento complesso che comprende i cambiamenti in determinati livelli mechanochemical, genetici ed ambientali. Poiché è complessa, una struttura matematica può contribuire a copiare, quantifica e caratterizza il comportamento del tumore.

I numeri possono quantificare l'interazione fra le celle metastatiche e endoteliali

Pubblicato nei rapporti scientifici del giornale, lo studio rivela che a differenza delle celle non metastatiche, le celle metastatiche del petto possono cambiare la loro forma, diventante piana per potere attraversare l'endotelio e nella circolazione sanguigna. La formula matematica o il modello può mostrare quantitativamente che cosa accade fra le celle metastatiche e le celle endoteliali.

Sia le celle metastatiche che le celle endoteliali passano attraverso i cambiamenti fisici che sono importanti affinchè la metastasi accadano. Per esempio, le celle epiteliali del petto diminuiscono la rigidezza delle celle endoteliali per promuovere la trasmigrazione delle cellule epiteliali ed allo stesso tempo, appiattisca la loro forma per passare facilmente tramite l'endotelio.

Inoltre, le celle metastatiche sono 80 per cento rendenti delle celle benigne. Questa riduzione della rigidezza e della resistenza delle cellule può migliorare la capacità delle cellule tumorali di attraversare la barriera e nella circolazione sanguigna.

“I nostri dati indicano che le celle metastatiche del petto possono non solo trovare i vasi sanguigni più efficacemente, ma egualmente possono cambiare la loro forma per contribuire a facilitare attraversare nella circolazione sanguigna, che è una tappa critica nella diffusione di cancro,„ il Dott. Yamicia D. Connor, un residente nel dipartimento dell'ostetricia e della ginecologia al centro medico di Beth Israele Deaconess, spiegato.

“Lo studio la dimostra come i modelli matematici possono essere accoppiati con i sistemi biologici per fornire e quantificare le comprensioni importanti nella biologia cellulare e potenzialmente per verificare gli obiettivi della droga,„ ha aggiunto.

Nuova speranza di studiare comportamento metastatico delle cellule

Il modello matematico può aiutare i ricercatori e medici a studiare il comportamento delle celle metastatiche. Allo stesso tempo, possono studiare se il comportamento è limitato soltanto alle celle di cancro al seno o può applicarsi ad altri cancri metastatici.

La struttura può fare luce sul meccanismo della malattia metastatica ed in futuro, può essere usato per guidare gli approcci e le decisioni del trattamento.

Il Cancro è fra le cause della morte principali attraverso il globo. C'erano 14,1 milione nuovi casi e 8,2 milione morti in relazione con il Cancro universalmente nel 2012. Da ora al 2030, gli esperti aggettano che il numero di nuovi casi del cancro ogni anno aumenterà a 23,6 milioni.

I tipi del cancro più comuni comprendono il cancro di fegato, il tumore della tiroide, il cancro del pancreas, la leucemia, il cancro dell'endometrio, il cancro renale, il linfoma non Hodgkin, il cancro di vescica, il melanoma, il tumore del colon, il carcinoma della prostata, il cancro polmonare ed il cancro al seno.

Journal reference:

A mathematical model of tumor-endothelial interactions in a 3D co-culture, Yamicia Connor, Yonatan Tekleab, Sarah Tekleab, Shyama Nandakumar, Divya Bharat & Shiladitya Sengupta, Scientific Reportsvolume 9, Article number: 8429 (2019), http://dx.doi.org/10.1038/s41598-019-44713-2 , https://www.nature.com/articles/s41598-019-44713-2

Angela Betsaida B. Laguipo

Written by

Angela Betsaida B. Laguipo

Angela is a nurse by profession and a writer by heart. She graduated with honors (Cum Laude) for her Bachelor of Nursing degree at the University of Baguio, Philippines. She is currently completing her Master's Degree where she specialized in Maternal and Child Nursing and worked as a clinical instructor and educator in the School of Nursing at the University of Baguio.

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