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Microtubule Dynamics during angiogenesis

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Le nuove conoscenze sullo sviluppo dei nuovi vasi sanguigni potrebbero portare a migliori terapie contro il cancro

Tutti noi siamo fatti di vasi sanguigni. Alcuni dei meccanismi che regolano la loro crescita e il loro sviluppo rimangono oscuri, ma la comprensione promossa da un progetto dell’UE sui processi riguardanti la polarizzazione cellulare potrebbe aprire la strada a terapie più efficaci.

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L’angiogenesi è il processo di formazione, crescita e stabilizzazione di nuovi vasi sanguigni, che originano dalla rete vascolare preesistente. Tale processo è implicato nella formazione della rete vascolare durante lo sviluppo ma anche nell’omeostasi, la capacità che ha l’organismo di mantenere la propria stabilità interna per compensare i cambiamenti ambientali. L’angiogenesi da gemmazione è uno dei modi in cui una cellula endoteliale (le cellule che si allineano e formano tutti i vasi sanguigni) adatta la propria forma per diventare invasiva. Lo fa estendendo protrusioni nella direzione della futura gemma vascolare, iniziando a migrare in questa direzione. Questa prima cellula aprirà la strada per le cellule successive che fungeranno da elementi costitutivi del vaso in formazione. L’obiettivo del progetto MTUB-ANGIO era quello di indagare il ruolo del citoscheletro dei microtubuli, una rete di fibre simili ai tubi di un’impalcatura, nella formazione dei vasi sanguigni. In qualità di ricercatore principale, sostenuta dal programma Marie Curie, la dott.ssa Maud Martin spiega: «In una cellula, i microtubuli possono essere organizzati mediante ancoraggio al centrosoma, che risulta essere la sede principale dell’organizzazione dei microtubuli. Tuttavia se non vengono organizzati lì, allora una proteina denominata CAMSAP2 si lega a un’estremità dei microtubuli e li stabilizza». Generalmente si ritieneva che il centrosoma svolgesse un ruolo importante nella migrazione cellulare agendo come una bussola, puntando nella direzione in cui la cellula si muoverà. Per mettere in discussione questo punto di vista, il progetto ha utilizzato una coltura in vitro di cellule endoteliali, isolate da vasi sanguigni di cordoni ombelicali umani. I ricercatori le hanno coltivate sia come fogli bidimensionali, per monitorare la migrazione cellulare in test di guarigione delle ferite, sia come sfere incorporate in gel di collagene 3D e formanti gemme vascolari. Il lavoro è esposto in un articolo pubblicato di recente. «Abbiamo utilizzato un farmaco per agire sul centrosoma e dimostrare che i microtubuli ancorati al centrosoma non sono necessari per la migrazione e la gemmazione della cellula endoteliale. Al contrario, rimuovendo i microtubuli non centrosomali mediante inibizione della CAMSAP2, si impedisce alla cellula di migrare in modo direzionale. Si provoca inoltre la destabilizzazione della formazione di gemme nella matrice 3D». Questa comprensione approfondita dei meccanismi alla base della migrazione delle cellule endoteliali e della gemmazione vascolare è significativa. Poiché l’angiogenesi è implicata in diversi disturbi, la comprensione fondamentale dei suoi meccanismi molecolari e cellulari è essenziale per lo sviluppo di trattamenti terapeutici innovativi in una prospettiva a lungo termine. «L’angiogenesi è intimamente legata allo sviluppo del cancro in quanto i tumori hanno bisogno dell’apporto di sangue per crescere e diffondersi. I microtubuli sono già un bersaglio per la terapia del cancro, quindi la conoscenza che deriva da questo progetto rappresenta una buona opportunità per ottimizzare l’uso dei farmaci esistenti nel contesto delle terapie basate sull’angiogenesi», afferma la dott.ssa Martin. Lei reputa che il progetto sia stato coronato da successo perché è stata in grado di combinare le conoscenze e i metodi di imaging all’avanguardia proficuamente appresi in laboratorio sotto il suo supervisore, la dott.ssa Anna Akhmanova, con la sua precedente esperienza e competenza. «Potendo esaminare in dettaglio i meccanismi cellulari durante i processi fisiologici 3D, compresi i modelli animali, ho contribuito a colmare le lacune esistenti tra le informazioni provenienti dalla biologia in vitro e la loro traslazione in vivo».

Parole chiave

MTUB-ANGIO, angiogenesi, meccanismi cellulari, microtubuli, citoscheletro dei microtubuli, migrazione cellulare, rete vascolare, cellula endoteliale