Meccano-Oncologia

Obiettivo del programma "Meccano-oncologia" diretto da Nils Gauthier è la comprensione dei segnali meccanici generati all'interfaccia tra la membrana e il citoscheletro durante gli eventi biologici associati al tumore.

Il team guidato da Gauthier mira ad estendere le conoscenze relative al ruolo di forze e parametri fisici nella progressione del tumore secondo l'approccio della meccanobiologia, ovvero lo studio del ruolo delle forze meccaniche negli eventi biologici.

3 sono le direzioni di ricerca in cui si articola il programma:

A) Studio dell'interazione fibroblasti-matrice nello stroma.

L'idea è di concentrarsi sulle cellule che circondano i tumori invece che sul tumore stesso. In un certo senso è come cercare di costruire un muro e isolare il tumore invece di cercare di agire sulla cellula tumorale. I fibroblasti sono i principali "costruttori" del nostro corpo e molti tumori sono incapsulati dalla matrice costruita dai fibroblastii associati al tumore. Una migliore conoscenza delle proprietà biofisiche di queste cellule è essenziale per la comprensione della crescita tumorale e delle metastasi.

Selezione di pubblicazioni su questo asse di ricerca:

1. Guetta-Terrier C, Monzo P, Zhu J, Long H, Venkatraman L, Zhou Y, Wang P, Chew SY, Mogilner A, Ladoux B, Gauthier NC. Protrusive waves guide 3D cell migration along nanofibers. J Cell Biol. 2015 Nov 9;211(3):683-701. Vedere anche video biosight dal Journal of Cell Biology: "Cells migrate on the crest of a wave".
2. Kosmalska AJ, Casares L, Elosegui-Artola A, Thottacherry JJ, Moreno-Vicente R, González-Tarragó V, del Pozo Má, Mayor S, Arroyo M, Navajas D, Trepat X, Gauthier NC, Roca-Cusachs P. Physical principles of membrane remodelling during cell mechanoadaptation. Nat Commun. 2015 Jun 15;6:7292.
3. Gauthier NC, Fardin MA, Roca-Cusachs P, Sheetz MP. Temporary increase in plasma membrane tension coordinates the activation of exocytosis and contraction during cell spreading. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Aug 30;108(35):14467-72.

B) Funzione immunitaria con lo studio della biomeccanica dei macrofagi.

La fagocitosi è una risposta immunitaria innata durante la quale si verificano grossi cambiamenti della forma della cellula che comportano modificazioni straordinarie dell'organizzazione della membrana e del citoscheletro. L'infiltrazione del tumore da parte dei macrofagi è una caratteristica di molti tumori e la comprensione del comportamento e dell'evoluzione dei macrofagi servirà a progettare nuove strategie per la lotta al cancro.

Selezione di pubblicazioni su questo asse di ricerca:

1. Masters TA, Sheetz MP, Gauthier NC. F-actin waves, actin cortex disassembly and focal exocytosis driven by actin-phosphoinositide positive feedback. Cytoskeleton (Hoboken). 2016 Apr;73(4):180-96.
2. Masters TA, Pontes B, Viasnoff V, Li Y, Gauthier NC. Plasma membrane tension orchestrates membrane trafficking, cytoskeletal remodeling, and biochemical signaling during phagocytosis. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Jul 16;110(29):11875-80.

C) Proprietà invasive del glioblastoma come esempio di progressione dei tumori del cervello.

In questo asse di ricerca, viene affrontato direttamente uno dei tumori più devastanti, il glioblastoma. Il tasso di sopravvivenza per questo tipo di cancro raramente supera l'anno dalla diagnosi iniziale. È un tumore impegnativo perchè si diffonde e migra rapidamente. Gli strumenti biofisici di questa Unità serviranno a rivelare nuove possibili direzioni per circoscrivere la progressione tumorale ed eventualmente autare la sopravvivenza del paziente.

Selezione di pubblicazioni su questo asse di ricerca:

1. Monzo P, Chong YK, Guetta-Terrier C, Krishnasamy A, Sathe SR, Yim EK, Ng WH, Ang BT, Tang C, Ladoux B, Gauthier NC, Sheetz MP. Mechanical confinement triggers glioma linear migration dependent on formin FHOD3. Mol Biol Cell. 2016 Apr 15;27(8):1246-61.
2. Guetta-Terrier C, Monzo P, Zhu J, Long H, Venkatraman L, Zhou Y, Wang P, Chew SY, Mogilner A, Ladoux B, Gauthier NC. Protrusive waves guide 3D cell migration along nanofibers. J Cell Biol. 2015 Nov 9;211(3):683-701.
3. Beadle C, Assanah MC, Monzo P, Vallee R, Rosenfeld SS, Canoll P. The role of myosin II in glioma invasion of the brain. Mol Biol Cell. 2008 Aug;19(8):3357-68.

Collaborazioni

MBI Singapore, Singapore Charlotte Guetta, studente PhD (codirezione con Pr Benoit Ladoux)

IBEC Barcellona Spagna Anita Kosmalska, studente PhD (codirezione con Dottor Pere Roca-Cusachs)

State University of New York (SUNY), Sarah Barger PhD student (collaboration with Dr Mira Krendel)

(aggiornato: Feb 2018)