Glioblastoma: creare un modello 3D del tumore riproducendo e modificando anche il microambiente tumorale per studiare come mai prima come si comporta questa neoplasia ferocissima che ha una sopravvivenza a 5 anni dalla diagnosi di appena il 5%; in più studiarlo con tecniche quantistiche in modo da approfondirne ogni aspetto e comportamento. È questo il cuore del progetto quinquennale Q-META: Quantum-enhanced multidimensional platform for the functional study of cancer cells metabolism (Piattaforma multidimensionale potenziata da tecnologie quantistiche per lo studio funzionale del metabolismo delle cellule tumorali), coordinato da Giada Bianchetti, biofisica, ricercatrice presso l’Università Cattolica del Sacro Cuore di Brescia. Q-META ha da poco vinto un finanziamento del Fondo italiano per la Scienza (Fis3) di oltre un milione di euro nel settore delle Life Science.
Il glioblastoma, il tumore cerebrale più diffuso e aggressivo negli adulti, rappresenta un’importante sfida in campo oncologico a causa della sua rapida progressione, della resistenza ai trattamenti e della prognosi sfavorevole. Questo tumore, infatti, si distingue per alterazioni molecolari chiave che, unite all’elevata eterogeneità cellulare che lo caratterizza e ad un microambiente tumorale molto dinamico, costituiscono il maggior ostacolo al suo efficace trattamento.
Q-META vuole studiare il tumore come mai prima. “Il punto di partenza – spiega Bianchetti – è realizzare un modello tridimensionale del tumore senza precedenti, tramite biostampa 3D, una tecnologia che permette di costruire strutture cellulari complesse strato dopo strato, in modo controllato. Utilizzeremo una linea cellulare umana di glioblastoma ampiamente caratterizzata e utilizzata nella ricerca preclinica – spiega. Le cellule tumorali verranno incorporate in un ‘bio-inchiostro’, cioè un materiale biocompatibile che funge da supporto tridimensionale, insieme ad altre componenti fondamentali del microambiente tumorale, come fibroblasti associati al tumore, che contribuiscono alla struttura e alla rigidità del tessuto, e cellule endoteliali, che simulano la componente vascolare. Attraverso bioprinting sequenziale, queste diverse popolazioni cellulari verranno organizzate in una struttura tridimensionale ‘a conchiglia’, che riproduce in modo più realistico l’architettura del tumore e del suo microambiente”.
“Questo approccio è cruciale perché permette di modulare non solo la composizione cellulare, ma anche le proprietà fisiche e meccaniche del microambiente, come rigidità e pressione, che sono centrali per il nostro studio”, continua. In una fase successiva del progetto potrebbe esservi l’introduzione di cellule del sistema immunitario, per analizzare in modo più completo le interazioni tra compartimento tumorale, stroma e risposta immune.
In seguito su questi modelli gli scienziati studieranno tutti gli stimoli fisici, come la pressione operata dai tessuti circostanti, che si traducono in cambiamenti metabolici delle cellule tumorali, da ultimo per capire come le forze fisiche ne regolano il comportamento biologico, e se questo meccanismo possa essere sfruttato in modo controllato a fini terapeutici.
Per studiarli gli scienziati si serviranno di tecniche quantistiche.
La creazione di modelli che riproducono fedelmente sia i tumori sia il loro microambiente circostante permette di comprendere meglio il ruolo di quest’ultimo nella progressione tumorale e di sviluppare strategie terapeutiche più mirate, ponendo così le basi per avanzamenti significativi nella ricerca biomedica e nella medicina personalizzata.