Researchers Uncover Dynamic Cells Connected to Brain Tumor Growth / I ricercatori scoprono cellule dinamiche collegate alla crescita del tumore al cervello

Researchers Uncover Dynamic Cells Connected to Brain Tumor Growth / I ricercatori scoprono cellule dinamiche collegate alla crescita del tumore al cervello

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Scientists have long known about the variation of cells within a brain tumor. The way these tumors grow has relied on the understanding that the cells are static. However, a new study in mice by researchers at the University of Michigan Department of Neurosurgery and Rogel Cancer Center, reveals aggressive tumors contain highly active cells that move throughout tissue in complicated patterns.

The researchers also discovered the accumulations of these elongated, spindle-like cells found throughout the tumor, coined “oncostreams,” serve as the basis for cancerous cells’ behavior, determining how tumors grow and invade normal tissue.

The findings are published in the journal Nature Communications in a paper titled, “Spatiotemporal analysis of glioma heterogeneity reveals COL1A1 as an actionable target to disrupt tumor progression.”

“Intra-tumoral heterogeneity is a hallmark of glioblastoma that challenges treatment efficacy,” the researchers wrote. “However, the mechanisms that set up tumor heterogeneity and tumor cell migration remain poorly understood. Herein, we present a comprehensive spatiotemporal study that aligns distinctive intra-tumoral histopathological structures, oncostreams, with dynamic properties and a specific, actionable, spatial transcriptomic signature.”

“Brain tumors are highly lethal, with less than 5% of patients living beyond five years,” said Pedro Lowenstein, MD, PhD, the Richard C. Schneider collegiate professor of neurosurgery and lead author. “Unfortunately, reoccurrence is what eventually kills patients. They receive surgery for their initial tumor, but the tumor always comes back within 12 to 18 months,” he said.

Lowenstein and his team observed that overexpression of Collagen 1, a protein produced by tumor cells, is essential to the growth and function of these structures.

“When we eliminated Collagen 1 production from tumor cells, the animal models with brain tumors lived much longer. This step removes oncostreams from tumors and reduces tumor aggressive behavior because the tumors need Collagen 1 to move in the specific way we discovered,” said Lowenstein.

“Once people recognize that there are dynamic areas of the tumor, and that they’re related to tumor growth, eventual invasion, and death, people will likely locate oncostreams in other tumor models,” he said.

To detect this previously unknown presence of oncostreams, the team collaborated with Todd Hollon, MD, assistant professor in the Michigan Medicine Department of Neurological Surgery, and Sebastien Motsch, PhD, associate professor of mathematics at Arizona State University, to implement artificial intelligence methods to identify the structures in tissue.

“Essentially, we showed images to a computer and the computer eventually learns to recognize oncostreams,” Lowenstein explained.

Disrupting oncostreams through the removal of Collagen 1 could represent a novel therapeutic target to treat brain tumors.

ITALIANO

Gli scienziati conoscono da tempo la variazione delle cellule all'interno di un tumore al cervello. Il modo in cui questi tumori crescono si basa sulla comprensione che le cellule sono statiche. Tuttavia, un nuovo studio sui topi condotto da ricercatori del Dipartimento di Neurochirurgia dell'Università del Michigan e del Rogel Cancer Center, rivela che i tumori aggressivi contengono cellule altamente attive che si muovono attraverso i tessuti secondo schemi complicati.

I ricercatori hanno anche scoperto che gli accumuli di queste cellule allungate simili a fusi che si trovano in tutto il tumore, coniate "oncostream", servono come base per il comportamento delle cellule cancerose, determinando come i tumori crescono ed invadono i tessuti normali.

I risultati sono pubblicati sulla rivista Nature Communications in un articolo intitolato "L'analisi spaziotemporale dell'eterogeneità del glioma rivela COL1A1 come un bersaglio perseguibile per interrompere la progressione del tumore".

"L'eterogeneità intratumorale è un segno distintivo del glioblastoma che sfida l'efficacia del trattamento", hanno scritto i ricercatori. “Tuttavia, i meccanismi che stabiliscono l'eterogeneità del tumore e la migrazione delle cellule tumorali rimangono poco conosciuti. Qui, presentiamo uno studio spaziotemporale completo che allinea le strutture istopatologiche intratumorali distintive, oncostream, con proprietà dinamiche ed una firma trascrittomica spaziale specifica, perseguibile.

"I tumori cerebrali sono altamente letali, con meno del 5% dei pazienti che vivono oltre i cinque anni", ha affermato Pedro Lowenstein, MD, PhD, professore universitario di neurochirurgia Richard C. Schneider ed autore principale. “Purtroppo, il ripetersi è ciò che alla fine uccide i pazienti. Ricevono un intervento chirurgico per il loro tumore iniziale, ma il tumore ritorna sempre entro 12-18 mesi”, ha detto.

Lowenstein ed il suo gruppo hanno osservato che la sovraespressione del collagene 1, una proteina prodotta dalle cellule tumorali, è essenziale per la crescita e la funzione di queste strutture.

“Quando abbiamo eliminato la produzione di collagene 1 dalle cellule tumorali, i modelli animali con tumori cerebrali sono vissuti molto più a lungo. Questo passaggio rimuove gli oncostream dai tumori e riduce il comportamento aggressivo del tumore perché i tumori hanno bisogno del collagene 1 per muoversi nel modo specifico che abbiamo scoperto", ha affermato Lowenstein.

"Una volta che le persone riconoscono che ci sono aree dinamiche del tumore e che sono correlate alla crescita del tumore, all'eventuale invasione ed alla morte, le persone probabilmente individueranno oncostream in altri modelli tumorali", ha affermato.

Per rilevare questa presenza precedentemente sconosciuta di oncostream, il gruppo ha collaborato con Todd Hollon, MD, assistente professore presso il Dipartimento di Medicina del Michigan di Chirurgia Neurologica, e Sebastien Motsch, PhD, professore associato di matematica presso l'Arizona State University, per implementare metodi di intelligenza artificiale per identificare le strutture nei tessuti.

"In sostanza, abbiamo mostrato le immagini ad un computer e il computer alla fine impara a riconoscere gli oncostream", ha spiegato Lowenstein.

L'interruzione degli oncostream attraverso la rimozione del collagene 1 potrebbe rappresentare un nuovo obiettivo terapeutico per il trattamento dei tumori cerebrali.

Da:

https://www.genengnews.com/news/researchers-uncover-dynamic-cells-connected-to-brain-tumor-growth/?fbclid=IwAR1JnRp4ZPBc6EtCmEku-VRqvKsVjXfot_2nCbYM66F8sKV56cG5SwLd-B8