Influența exercițiului asupra viabilității celulelor canceroase
News Medical-Life Sciences a discutat cu Dr. Mhairi Morris, lector în oncologie exercițială la Universitatea Loughborough, despre modul în care exercițiul poate influența comportamentul celulelor canceroase.
Dr. Mhairi Morris este lector în oncologie exercițială la Universitatea Loughborough, parte a Școlii de Științe ale Sportului, Exercițiului și Sănătății. Această școală acoperă un domeniu vast, de la fiziologia exercițiului până la biosciențele moleculare. Cercetarea sa se află la intersecția științei exercițiului și oncologiei, având un accent deosebit pe cancerul de sân.
Cercetarea sa se concentrează pe înțelegerea modului în care exercițiul afectează comportamentul celulelor canceroase în microambientul cancerului de sân, în special în contextul obezității. Echipa sa investighează dacă exercițiul poate contracara influența negativă pe care celulele adipoase o au asupra viabilității celulelor canceroase.
Importanța acestui studiu constă în evaluarea potențialului exercițiului de a servi ca instrument terapeutic pentru a diminua efectele pro-tumorigene ale țesutului adipos asupra progresiei cancerului.
Dr. Morris a fost inspirată să exploreze rolul țesutului adipos în microambientul tumorii după ce a ascultat o prezentare a Elvirei Weber (șefa laboratorului CURE 3D) la WORD+2024. Fascinată de conceptul de „adipoizi” (sferoizi adipoși), a început să cerceteze interacțiunile dintre celulele adipoase asociate cancerului și celulele canceroase.
În cadrul cercetării sale, Dr. Morris și echipa sa au dezvoltat un model 3D al microambientului cancerului de sân obez, care include celule adipoase din două surse diferite: grăsimea viscerală, considerată „grăsimea rea” din jurul abdomenului, și grăsimea subcutanată, văzută ca „grăsimea bună” care consumă energie.
Celulele canceroase sunt cultivate în acest sistem 3D, alături de aceste adipocite, fiind încorporate într-o matrice extracelulară, replicând interacțiunile care ar avea loc în microambientul natural al tumorii in vivo.
Dr. Morris subliniază importanța trecerii de la sistemele 2D tradiționale la un model de cultură 3D, afirmând că modelele 3D sunt mult mai reprezentative pentru ceea ce se întâmplă in vivo. Folosind o analogie cu fotbalul, ea compară cultura celulară 2D cu un meci de fotbal jucat pe pământ, unde celulele interacționează doar lateral, în timp ce în 3D interacțiunile se desfășoară pe toate cele trei dimensiuni.
Modelele 3D permit, de asemenea, integrarea altor tipuri de celule și componente ale matricei extracelulare, oferind o recreare mai autentică a microambientului tumorii.
Utilizarea sistemelor 3D complexe, îmbedicate în matrice, prezintă provocări în ceea ce privește măsurarea viabilității celulelor. Testele tradiționale, precum MTT și WST-1, necesită pași suplimentari pentru a digera matricea înainte de a putea fi realizat testul. Dr. Morris a observat o problemă semnificativă de reproducibilitate, ceea ce a afectat încrederea în datele obținute.
După dificultăți cu metodele MTT și WST-1, a fost introdusă metoda CellTiter-Glo® 3D, care s-a dovedit a fi o revelație. Aceasta a oferit rezultate reproductibile constant în diverse experimente, ceea ce a fost motivul principal pentru care echipa a decis să facă tranziția.
CellTiter-Glo 3D se integrează foarte ușor în fluxul de lucru pentru culturile 3D. Este un reactiv lytic care se adaugă direct în puțuri, lizează celulele și eliberează ATP, care, la rândul său, generează un semnal luminos proporțional cu numărul de celule viabile și metabolizant active.
Dr. Morris a observat trei avantaje cheie ale acestei metode: reproducibilitate sporită, ușurință în utilizare și eficiență în timp. Spre deosebire de testul MTT, care necesită o incubație de patru ore, CellTiter-Glo 3D durează aproximativ 30 de minute de la început până la rezultat.
Un alt aspect valoros al metodei este faptul că poate fi aplicată direct pe sferoizi și organoizi îmbedicați în matrice, fără a necesita pași de digestie prealabilă, ceea ce a fost o surpriză plăcută.
Recent, Dr. Morris a început să folosească și testul imunologic Lumit hKi-67 pentru a evalua proliferarea celulelor canceroase în modelul său, alături de măsurătorile de viabilitate.
Printre descoperirile cheie ale echipei se numără faptul că, atunci când celulele canceroase sunt co-cultivate cu celule adipoase, viabilitatea celulelor canceroase este crescută, sugerând că adipocitele favorizează supraviețuirea celulelor tumorale. Totuși, atunci când exercițiul este aplicat în acest sistem prin intermediul mediului condiționat de exercițiu, se observă o reducere a viabilității. Primele rezultate indică faptul că exercițiul ar putea neutraliza unele dintre efectele pro-tumorigene exercitate de celulele adipoase asupra celulelor canceroase în microambientul tumorii.
Următorii pași în cercetare implică aprofundarea detaliilor mecanismelor care stau la baza modificărilor induse de exercițiu în microambientul tumorii, trecând de la simpla observație că exercițiul reduce viabilitatea, la înțelegerea modului și motivului pentru care se întâmplă acest lucru la nivel molecular și celular.
Dr. Mhairi A. Morris a obținut un doctorat în virologie tumorală la Universitatea din Birmingham în 2009 și și-a schimbat focusul de cercetare către oncologia exercițială în 2017, când a început activitatea la Universitatea Loughborough. În afara activității academice, Dr. Morris este instructor certificat Les Mills Dance™ și BodyJam™, combinând entuziasmul pentru exercițiu cu angajamentele sale academice.
