- Ruolo dei fenomeni di trasporto nella crescita ed invasività tumorale
Rosalia Ferraro
Dipartimento di Chimica, dei Materiali e della Produzione Industriale (DICMAPI), Reottica, Università degli Studi di Napoli Federico II, P.le Tecchio, 80, 80125, Napoli, Italia
Sommario Il cancro è una malattia che deriva dal malfunzionamento delle cellule biologiche e rappresenta tuttora la seconda causa di morte nei paesi avanzati dopo le malattie cardiovascolari. Infatti, nel 2019 sono stati stimati oltre 17 milioni di nuovi casi di cancro e più di 9 milioni di morti in tutto il mondo. Lo sviluppo di un modello in-vitro per descrivere come diversi fattori possano influenzare la risposta del tumore è fondamentale per migliorare i trattamenti e creare strategie per fornire ai pazienti una migliore aspettativa di vita. Motivo per cui, questo progetto di ricerca è focalizzato sullo sviluppo e sulla convalida di metodologie innovative per misurare il ruolo degli stimoli (-bio) meccanici esterni sulla capacità del tumore di invadere il tessuto sano circostante. Al tal fine, verrà sfruttata l’analogia tra tessuti ed emulsioni, introdotta nel 1963 da Steinberg con la Differential Adhesion Hypothesis (DAH). Entrambi i sistemi, infatti, sono connotati da forze attrattive, tensione interfacciale e viscosità, ossia proprietà da cui dipende il comportamento del sistema cellulare, per i tessuti, e molecolare, per i liquidi. La conoscenza di questi meccanismi può consentire di sviluppare modelli utili per la previsione e la progettazione della risposta tumorale a trattamenti terapeutici mirati.
Parole chiave Tumore, sferoidi, modelli in-vitro, tensione interfacciale, fluidi multifase, shear stress
Abstract Cancer is a disease that arises from malfunctioning biological cells and it is still the second leading cause of death in advanced countries after cardiovascular disease. In fact, in 2019 more than 17 million new cases of cancer and more than 9 million deaths were estimated worldwide. The development of an in-vitro model to describe how different factors can change the response of the tumour is crucial to improve treatments and create strategies to provide patients a better life expectation. For this reason, this research project is focused on the development and validation of innovative methodologies to measure the role of external (-bio) mechanical stimuli on the capacity of tumour to invade the surrounding healthy tissue. To this end, the analogy between tissues and emulsions, introduced by Steinberg with the Differential Adhesion Hypothesis (DAH) in 1963, will be used. Both systems, in fact, are characterized by attractive forces, interfacial tension and viscosity, properties on which depends the behaviour of the cells, for tissues, and molecules, for liquids. The knowledge of these mechanisms can allow to develop models applicable to the prediction and design of the response of a tumour to targeted therapeutic treatments.
Keywords Tumour, spheroids, in-vitro models, surface tension, multiphase fluids, shear stress