Programma di ricerca

Meccanismi di migrazione delle cellule tumorali

Scita
Responsabile: Giorgio Scita

Luogo di nascita: Fidenza (Pr)
Data di nascita: 9 febbraio 1963
Nazionalità: italiana
Laurea: Scienze Biologiche presso l’Università di Parma
Specialità: Chimica e Tecnologia alimentare presso la stessa Università Giorgio Scita è anche Professore Associato di Patologia Generale presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia dell’Università di Milano

La capacità di una cellula di muoversi (cioè di "migrare") è essenziale in svariati ed importanti processi fisiologici e patologici. Nel sistema immunitario, ad esempio, dove le cellule devono essere in grado, una volta ricevuto il segnale d'allarme causato da un danno (infiammazione, ferita), di recarsi sul "luogo dell'incidente" per riparare i tessuti danneggiati. O nello sviluppo dell'embrione, dove le cellule devono spostarsi per posizionarsi laddove dovranno svilupparsi nuovi organi e nuove reti vascolari. Purtroppo la migrazione cellulare è anche uno dei fenomeni implicati nel processo di metastatizzazione, che rende così micidiali molte forme di tumore.

Presentazione del programma

Il gruppo di ricerca diretto da Giorgio Scita, si occupa di analizzare i fenomeni molecolari responsabili della migrazione cellulare. In particolare, Scita e colleghi studiano i meccanismi molecolari che, in risposta agli stimoli esterni alla cellula, controllano lo spostamento cellulare attraverso alterazioni delle struttura del citoscheletro (il citoscheletro è una struttra di filamenti che costituisce una vera e propria impalcatura per la cellula; il rimodellamento dinamico del citoscheletro genera le forze che consentono a una cellula di muoversi).

Particolari strumenti o competenze utilizzate nel programma

Giorgio Scita ProgrammaFilamenti di actina in una cellula
di melanoma in movimento

Per riuscire a comprendere a fondo i meccanismi biochimici che regolano la motilità cellulare, il gruppo di ricerca di Giorgio Scita utilizza una combinazione di esperimenti di polimerizzazione dell’actina (la molecola del citoscheletro implicata nella motilità cellulare) e tecniche di biochimica cellulare e genetica. Il sistema modello privilegiato dal gruppo sono cellule tumorali e non in cultura ed il nematode C.elegans, molto facile da studiare grazie alla sua semplicità strutturale e genetica e alla rapidità di riproduzione. 


La pericolosità dei tumori dipende soprattutto da due proprietà: quella di invadere i tessuti circostanti e quella di inviare cellule a distanza, ovverosia la capacità di formare metastasi.  Queste due proprietà dipendono da una serie di caratteristiche molecolari delle cellule tumorali che si basano su un’alterata interazione tra le cellule normali e quelle tumorali e che risulta in ultima analisi in una invasione del sistema circolatorio ematico e linfatico. Attraverso queste vie, il tumore si trasmette a distanza. 
Il pesciolino zebrafish (Dario Rerio) si adatta in modo particolare allo studio del traffico e della migrazione delle cellule, e quindi allo studio dei meccanismi molecolari coinvolti, sia in condizioni normali che in condizioni patologiche come il cancro. E’ infatti possibile “marcare” alcune cellule specifiche (ad es. quelle di un tumore) con un colorante fluorescente e seguire nel tempo la migrazione di queste cellule, approfittando della trasparenza dello zebrafish. A questo scopo è necessario l’utilizzo di una serie di tecniche microscopiche come la microscopia confocale e la microscopia elettronica.  Infatti, utilizzando questo sistema biologico è possibile visualizzare direttamente le cellule, senza dover ricorrere a tecniche indirette come avverrebbe in altri modelli biologici. L’utilizzo di questo sistema modello consente di produrre embrioni e pesci transgenici che esprimono proteine fluorescenti di vario colore nelle cellule desiderate, e quindi seguire in tempo reale il loro movimento, le loro interazioni ed analizzarne i meccanismi molecolari. Grazie a queste potenzialità esplorative l’uso dello zebrafish sta avendo un impatto molto importante sulla comprensione dei meccanismi molecolari alla base dell’invasività cellulare e delle metastasi.

La piattaforma di imaging IFOM finanziata con il 5 x 1000 di FIRC-AIRC finalizzata all’analisi di trafficking cellulare e creazione di modelli tumorali in zebrafish è utilizzata in particolare dai grupp idi ricerca condotti da da Elisabetta Dejana e da Giorgio Scita.
Nell’ambito della piattaforma, l’uso della Microscopia Confocale a fluorescenza, dell’analisi di “time-lapse” e della Microscopia elettronica hanno permesso agli scienziati IFOM di quantificare e di analizzare non solo le proprietà essenziali delle cellule, normali o cancerose, quali ad esempio la velocità di migrazione e la capacità di superare barriere, ma anche di identificare particolari proteine favorenti o inibenti la migrazione cellulare o la metastatizzazione. Questo approccio è stato inoltre collegato ad una serie di studi molecolari che hanno permesso agli scienziati  di ampliare le conoscenze sulla migrazione cellulare normale e patologica.

Possibile impatto su prevenzione o trattamento del cancro

La conoscenza di tutti i meccanismi che portano una cellula sana a trasformarsi in cellula tumorale è fondamentale ai fini di sviluppare nuovi trattamenti contro il cancro. Gli “ingranaggi” di questi meccanismi (cioè le molecole in essi coinvolte) sono infatti potenziali bersagli su cui puntare nuove terapie farmacologiche “intelligenti”, in grado cioè di agire solo laddove i meccanismi funzionano male. Per colpire solo le cellule malate senza aggredire i tessuti sani. 
Le ricerche del gruppo di Scita, in particolare, potrebbero fornire nuovi target terapeutici per bloccare la formazione di metastasi tumorali.

 


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