Mina Bissell: Esperimenti che mirano a una nuova interpretazione del cancro.

A me di solito non piacciono le vignette Molti non le trovo divertenti, le trovo strane. Ma adoro questa del New Yorker.

(Testo: Mai e poi mai pensare fuori dagli schemi.) (Risate)

Quindi, il ragazzo sta dicendo al gatto, non ti permettere di pensare in modo non convenzionale. Beh, spiacente ma di solito io ero il gatto. Ho sempre voluto essere fuori dagli schemi. In parte perché mi sono avvicinata a questo campo da un background diverso, da chimica e da genetista dei batteri. Per cui, quello che le persone mi dicevano a proposito delle cause del cancro, delle origini del cancro, o, per quel che ne so, perché siamo quello che siamo, non aveva senso.

Per cui, permettetemi di cercare di spiegarvi perché pensavo ciò e cosa ho fatto. Per cominciare, pero', devo tenere un velocissima lezione di biologia dello sviluppo, e mi scuso con chi di voi conosce un po' di biologia. Quando vostra madre e vostro padre si sono incontrati, c'èra un uovo fecondato, che sistemava tutto con un segnale. Cresce e ancora cresce, per creare questo uomo meraviglioso.

(Applausi)

Quindi, tutte le cellule nel corpo di questo ragazzo hanno tutte le stesse informazioni genetiche. Quindi, come hanno fatto il suo naso e il suo gomito a diventare così, e come mai non si alza una mattina con il piede al posto del naso? Potrebbe accadere. Contiene informazioni genetiche. Tutti ricorderete Dolly, nata da una singola cellula mammaria. Quindi, perché non succede? Provate ad indovinare quante cellule contiene il suo corpo. Qualcosa tra i 10 e i 70 trilioni di cellule. Trilioni! Ora, come hanno fatto queste cellule, con le stesso materiale genetico, a creare tutti quei tessuti? E poi, la domanda che ho posto prima diventa ancora più interessante se avete pensato alla portata di questo fenomeno nel corpo di ognuno di noi.

Ora, la teoria dominante sul cancro direbbe che c'è un singolo oncogene in una singola cellula cancerogena, ed è questo che vi renderebbe vittime del cancro. Bene, questo per me non aveva senso. Avete la minima idea di come sia fatto un trilione? Diamogli un'occhiata. Eccolo, questi zeri che seguono zeri che seguono zeri. Ora, se lo 0.0001 di queste cellule muta, e lo 0.00001 è cancerogeno, voi sareste un grumo di cancro Avreste il cancro sparso per tutto il corpo. Ma non lo avete. Perché?

Così, ho deciso durante gli anni, grazie ad una serie di esperimenti che questo è dato dal contesto e dall'architettura.

E fatemi descrivere velocemente alcuni esperimenti decisivi che lo hanno realmente mostrato. Per cominciare, mi sono trovata a lavorare con questo virus che causa un orribile tumore ai polli. Rous lo scoprì nel 1911. Fu il primo virus cancerogeno scoperto, e quando lo chiamo "oncogene", voglio dire "gene del cancro." Così ha creato un filtrato, ha preso questo filtro che era il liquido dopo aver fatto passare il tumore attraverso il filtro, e lo ha iniettato in un altro pollo, e ha ottenuto un altro tumore.

A quel punto, gli studiosi erano entusiasti e si sono detti che era un singolo oncogene a farlo. Tutto quello di cui abbiamo bisogno è un singolo oncogene. Così, hanno messo le cellule di pollo in coltura, ci hanno versato sopra il virus, e si accumulava, e si dicevano, questo è maligno ed è normale.

E di nuovo questo non aveva senso per me. Così, per vari motivi, abbiamo preso questo oncogene, lo abbiamo evidenziato in blu, e lo abbiamo iniettato negli embrioni. Ora guardate un po'. C'è quella bellissima piuma nell'embrione. Ognuna di quelle cellule blu è un gene del cancro all'interno della cellula del cancro, e queste sono parte della piuma. Per cui, quando dissociamo la piuma e la mettiamo su una piastra, abbiamo una massa di cellule blu. Così, in un pollo si ha un tumore, nell'embrione no, ma se lo dissociate, lo mettete su una piastra, ottenete un altro tumore. Cosa vuole dire tutto questo? Questo vuole dire che il microambiente e il contesto che circonda quelle cellule in realtà dicono al gene del cancro e alle cellule del cancro cosa fare.

Ora prendiamo un esempio normale. Come esempio normale, prendiamo una ghiandola mammaria umana. Io mi occupo del cancro al seno. Ecco qui un bel seno umano. E molti di voi sanno come appare, tranne che al suo interno ci sono tutte queste strutture molto graziose, a forma di albero, che si sviluppano. Così decidiamo che quello che vogliamo fare è prendere una piccola parte della ghiandola mammaria, che è chiamata "acino," dove ci sono tutte queste piccole cose all'interno del seno dove va il latte, e che finisce nel capezzolo attraverso quel piccolo tubo quando il bambino succhia.

Avevamo detto: fantastico! Guarda questa struttura perfetta. Noi vogliamo creare una struttura così, e ci poniamo la domanda: coma fanno le cellule a farlo? Quindi, abbiamo preso le cellule rosse, vedete che le cellule rosse sono circondate dal blu, altre cellule che le schiacciano, e dietro di esse c'è della sostanza che si pensava fosse principalmente inerte, e che facesse solo da struttura per mantenere la forma, e così lo abbiamo fotografato per la prima volta con il microscopio elettronico molti anni fa, e vedete che questa cellula è in effetti molto graziosa. Ha una base, ha una parte superiore, secerne grandi quantità di latte perché arriva da un topo all'inizio della gravidanza.

Si prendono queste cellule, si mettono in una piastra, e nel giro di tre giorni, diventano così. Hanno completamente dimenticato. Si estraggono, si mettono in una piastra, e non producono più latte. Hanno completamente dimenticato. Per esempio, questa è una graziosa gocciolina gialla di latte sulla sinistra, mentre non c'è nulla a destra. Guardate i nuclei. Quello della cellula a sinistra si trova nell'animale, quello sulla destra è nella piastra Sono completamente diversi l'uno dall'altro.

Quindi, che cosa ci dice tutto questo? Ci dice che, anche in questo caso, è il contesto che conta. In contesti diversi, le cellule fanno cose diverse. Ma come si segnala il contesto? Einstein ha detto: "Per un'idea che all'inizio non sembra folle, non c'è speranza" Per cui potete immaginare il grande scetticismo che ho dovuto sopportare: non riuscivo ad avere fondi, e non potevo fare molte altre cose, ma sono contenta che alla fine tutto si sia risolto.

Così, abbiamo sezionato la ghiandola mammaria del topo, e tutti quei graziosi acini erano là, ognuna di quelle strutture col rosso intorno è un acino, e abbiamo detto: ok, ora proviamo a farlo, e io mi sono detta che forse quella roba rossa intorno all'acino, che si pensa sia solo una impalcatura di sostegno, forse contiene informazioni, forse dice alle cellule cosa fare, magari dice al nucleo cosa fare. Quindi ho detto che la matrice extracellulare, che è questa roba chiamata ECM, invia segnali e dice alle cellule cosa fare.

E abbiamo deciso di fare delle cose che le assomigliassero. Abbiamo trovato del materiale appiccicoso che conteneva la giusta matrice extracellulare, ci abbiamo messo le cellule, ed ecco guardate, in circa 4 giorni, si sono riorganizzate e sulla destra, c'è quello che possiamo fare in coltura. Sulla sinistra c'è quello che si trova nell'animale, che chiamiamo in vivo, e quello in coltura era pieno di latte, la graziosa parte rossa è piena di latte. Ecco, abbiamo il latte, per il pubblico americano. Bene. E qui c'è una bellissima cellula umana, e potete immaginare che anche qui il contesto conta.

Quindi, che cosa facciamo adesso? Ho avanzato un'ipotesi radicale. Mi sono detta, se è vero che l'architettura è dominante, ripristinare l'architettura di una cellula cancerogena dovrebbe far credere alla cellula di essere normale. Sarebbe possibile ottenere questo? Così ci abbiamo provato. Per farlo, comunque, avevamo bisogno di un metodo per distinguere il normale dal maligno e sulla sinistra vedete la singola cellula normale, seno umano, immersa in un gel appiccicoso tridimensionale che ha una matrice extracellulare, forma queste bellissime strutture. Sulla destra, vedete che appare orribile, le cellule continuano a crescere, quelle normali si fermano. E vedete qui, nell'ingrandimento l'acino normale e l'orribile tumore.

Ci siamo detti, che cosa c'è sulla superficie di questi orribili tumori? Potremmo controllarli, mandavano segnali a casaccio e mostravano tracciati disordinati, e portarli al livello di quelli normali? Beh, è stato meraviglioso. Mi sbalordisce. Questo è quello che abbiamo ottenuto. Possiamo portare alla normalità il fenotipo maligno.

(Applausi)

E per mostrarvi il fenotipo maligno non ne ho scelto soltanto uno, qui ci sono brevi video, un po' sfocati, ma potete vedere che sulla sinistra ci sono le cellule maligne, tutte quante sono maligne, aggiungiamo un singolo inibitore all'inizio, e guardate cosa succede, appaiono tutte in questo modo. Le iniettiamo in un topo, quelle sulla destra, e nessuna di queste genera tumori. Iniettiamo le altre nel topo, 100% di tumori.

Questo è un nuovo modo di pensare al cancro, è il pensare al cancro in maniera speranzosa. Dovremmo essere in grado di gestire queste cose a questo livello, e questi risultati ci dicono che crescita e comportamento maligno sono regolati a livello di organizzazione dei tessuti e che l'organizzazione dei tessuti dipende dalla matrice extracellulare e dal microambiente. In questo modo forma e funzione interagiscono in modo dinamico e reciproco. E qui altri cinque secondi di quiete, è il mio mantra. Forma e funzione.

E ovviamente, ora ci chiediamo, che direzione prendiamo ora? Ci piacerebbe portare questo modo di pensare negli ospedali. Ma prima di farlo, vorrei che voi rifletteste sul fatto che in qualunque momento mentre state lì seduti, nei vostri 70 trilioni di cellule, la matrice extracellulare comunica col vostro nucleo, il nucleo comunica con la vostra matrice extracellulare ed è così che l'equilibrio si mantiene e viene ristabilito.

Abbiamo fatto molte scoperte, abbiamo dimostrato che la matrice extracellulare parla alla cromatina. Abbiamo dimostrato che ci sono piccoli pezzi di DNA sui geni specifici della ghiandola mammaria che rispondono alla matrice extracellulare. Ci sono voluti molti anni, ma siamo stati ricompensati.

E prima di passare alla prossima diapositiva, vi devo dire che ci sono tante di quelle scoperte ancora da fare. C'è ancora tanto mistero che non conosciamo. E dico sempre agli studenti e ai ricercatori a cui insegno di non essere arroganti, perché l'arroganza uccide la curiosità. Curiosità e passione. Dobbiamo sempre pensare, cos'altro dev'essere scoperto? E forse la mia scoperta dev'essere completata o magari essere cambiata.

Per cui, ora abbiamo fatto una fantastica scoperta, un ricercatore in laboratorio mi ha chiesto: che cosa fanno le cellule quando le immergi? Che cosa fanno all'inizio? Ho risposto "non lo so", non potevamo guardarle. Non avevamo immagini di alta qualità prima. Così lei, essendo un fisco e occupandosi di immagini, ha fatto questa cosa incredibile. Questa è una singola cellula di seno umano in tre dimensioni. Guardate. Fa questo constantemente. Ha un movimento coerente. Mettete cellule cancerogene, e loro si distribuiscono, fanno questo. Non fanno questo. E quando portiamo alla normalità la cellula cancerogena, lo fa di nuovo. Assolutamente sbalorditivo. La cellula si comporta come un embrione. Che cosa emozionante.

Vorrei concludere con una poesia. Adoravo la letteratura inglese, ed ero indecisa al college, quale dei due scegliere? E sfortunatamente o fortunatamente, ha vinto la chimica. Questa è una poesia di Yeats, Vi leggerò gli ultimi due versi. Si intitola "In una scolaresca femminile". "O corpo oscillato alla musica / O fulgido sguardo / Come distingueremo la danzatrice dalla danza?" Ed ecco Merce Cunningham, sono stata fortunata a danzare con lui quando ero più giovane, ed ecco il ballerino, e mentre danza lui è sia il ballerino che la danza. Nell'istante in cui si ferma, non abbiamo nessuno dei due. Così, è come forma e funzione.

Ora, vorrei mostrarvi una foto attuale del mio gruppo di lavoro. Sono stata fortunata ad avere questi magnifici studenti e ricercatori che mi hanno insegnato così tanto, e ho avuto tanti di questi gruppi negli anni. Loro sono il futuro e io cerco di aiutarli a non avere il timore di essere il gatto a cui viene detto non pensare fuori dagli schemi.

E vorrei terminare con questo pensiero. Sulla sinistra c'è dell'acqua che scorre sulla spiaggia, ripresa da un satellite della NASA. Sulla destra, c'è un corallo. Se prendete una ghiandola mammaria e la spargete e rimuovete il grasso, su una piastra appare così. Sembrano uguali? Hanno lo stesso disegno? Perché la natura continua a farlo di continuo?

E vorrei ricordarvi che abbiamo ordinato in sequenze il genoma umano, sappiamo tutto sulle sequenze del gene, il linguaggio del gene, l'alfabeto del gene, ma non sappiamo niente di niente sul linguaggio e l'alfabeto della forma. Quindi questo è un nuovo meraviglioso orizzonte, è una meravigliosa cosa da scoprire per i giovani e per i vecchi appassionati come me.

Allora buttiamoci!

(Applausi)