De ce cancerul de colon este în creștere la adulții tineri: oamenii de știință au descoperit un indiciu fizic neașteptat
Pacienții tineri cu cancer colorectal au țesutul colonului anormal de rigid, ceea ce favorizează creșterea tumorilor. Această descoperire sugerează că forțele biomecanice ar putea juca un rol important în apariția timpurie a bolii.
Bioingineri de la University of Texas at Dallas au coordonat un studiu care a descoperit o caracteristică remarcabilă în țesutul colonului prelevat de la pacienți tineri cu cancer colorectal, potrivit scitechdaily.com.
În mod tradițional, cancerul colorectal a fost considerat o boală care afectează în principal persoanele în vârstă, însă cazurile la persoanele sub 50 de ani sunt în creștere.
Cercetătorii au descoperit că atât țesutul tumoral, cât și țesutul aparent sănătos din apropierea tumorii erau mecanic mai rigide la pacienții tineri decât la pacienții mai în vârstă diagnosticați cu cancer colorectal. Rezultatele au fost publicate recent în revista științifică Advanced Science.
Rezultatele sugerează că această rigiditate crescută poate crea condiții care facilitează apariția cancerului colorectal la persoanele sub 50 de ani. Studiul ar putea ajuta la dezvoltarea unor strategii viitoare pentru prevenirea sau tratarea bolii, cunoscută sub numele de cancer colorectal cu debut precoce, un tip de cancer care a crescut constant în ultimele trei decenii.
„Acesta este primul studiu care evidențiază rolul esențial al forțelor biomecanice în dezvoltarea cancerului colorectal cu debut precoce”, a declarat Jacopo Ferruzzi, profesor asistent de bioinginerie în cadrul Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science și autor principal al studiului.
Echipa de la UT Dallas a realizat cercetarea în colaborare cu oamenii de știință de la UT Southwestern Medical Center.
Cercetătorii investighează de ce cancerul crește la adulții tineri
„Considerăm acest studiu un pas important spre identificarea persoanelor cu risc de cancer colorectal cu debut precoce și spre găsirea unor noi metode de tratament”, a declarat Dr. Emina H. Huang, coautoare a studiului și vicepreședinte executiv pentru cercetare în chirurgie la UTSW.
Ea este profesor de chirurgie și inginerie biomedicală și studiază cancerul colorectal la Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center.
Ratele cancerului colorectal cu debut precoce au crescut în ultimii ani. Potrivit American Cancer Society, acesta a devenit principala cauză de deces prin cancer la persoanele sub 50 de ani în Statele Unite.
Ferruzzi, care studiază biomecanica și mecanobiologia, spune că proiectul a început după ce Dr. Huang a observat anumite tipare în cazurile clinice.
„Echipa noastră a adus o perspectivă inginerească pentru a înțelege mecanismele fizice implicate în cancerul colorectal cu debut precoce”, a spus Ferruzzi.
Cum structura colonului și colagenul pot crește rigiditatea țesutului
Colonul funcționează în mod normal ca un tub flexibil care deplasează deșeurile prin corp prin contracții musculare coordonate.
Această flexibilitate se poate modifica dacă matricea extracelulară – o rețea de susținere formată din colagen în peretele colonului – se îngroașă sau se modifică din cauza inflamației sau fibrozei.
Pentru a verifica această ipoteză, cercetătorii de la UT Dallas au realizat teste biomecanice pe probe de țesut prelevate de la pacienți cu cancer colorectal care erau supuși operației de îndepărtare a tumorii la UTSW.
Studiul a inclus:
- țesut de la 19 pacienți peste 50 de ani cu cancer colorectal tipic
- țesut de la 14 pacienți sub 50 de ani diagnosticați cu cancer colorectal cu debut precoce.
Testele mecanice arată țesut fibrotic bogat în colagen
Echipa a folosit microindentarea, o metodă prin care o sondă foarte mică apasă pe țesut pentru a măsura cât de mult rezistă la presiune.
De asemenea, au analizat modul în care probele reacționează la compresie. Analizele structurale și genetice suplimentare au confirmat rezultatele.
Testele au arătat că atât țesutul canceros, cât și cel aparent sănătos din colonul pacienților tineri avea caracteristici fibrotice – adică semăna cu țesut cicatricial și conținea niveluri mai mari de colagen.
Colagenul ajută în mod normal la menținerea structurii țesuturilor, dar în cantități excesive poate face țesutul anormal de rigid.
„Știm din studii anterioare că tumorile sunt, de obicei, mai rigide decât țesuturile normale”, a spus Ferruzzi.
„Deși acest lucru era valabil și la pacienții cu cancer colorectal cu debut precoce, am fost surprinși să descoperim că atât țesuturile sănătoase, cât și cele tumorale ale pacienților tineri erau mai rigide decât cele ale pacienților mai în vârstă. Acest lucru ne-a făcut să credem că această rigiditate ar putea crea un mediu favorabil apariției cancerului mai devreme în viață.”
Pentru a studia efectul rigidității, cercetătorii au cultivat celule canceroase pe biomateriale concepute pentru a imita caracteristicile fizice ale țesutului real.
Rezultatele au arătat că celulele canceroase se multiplicau mai rapid în medii mai rigide, ceea ce sugerează că rigiditatea mecanică poate favoriza creșterea tumorilor agresive.
Experimentele cu organoizi confirmă creșterea mai rapidă a cancerului
Echipa a creat și organoizi – modele tridimensionale miniaturale de țesut derivat de la pacienți, care reproduc multe caracteristici ale organului original.
Experimentele au confirmat că atunci când celulele canceroase sunt plasate într-un mediu mai rigid, ele cresc mai repede, indiferent dacă provin de la pacienți tineri sau mai în vârstă.
Ferruzzi spune că aceste descoperiri ar putea ajuta, în viitor, la dezvoltarea unor noi metode de prevenire sau tratament pentru cancerul colorectal cu debut precoce.
Studiul colaborativ a fost realizat de cercetători de la UT Dallas și UT Southwestern Medical Center în cadrul clădirii Texas Instruments Biomedical Engineering and Sciences.
„Dacă putem înțelege modul în care forțele fizice contribuie la progresia cancerului colorectal, putem începe să ne gândim la diagnostic precoce și, posibil, la terapii noi”, a spus Ferruzzi.
„Și, mai important, putem pune întrebarea: cum îi împiedicăm pe oameni să dezvolte cancer atât de devreme în viață?”
