Scienze Mediche, Preventive E Della Nutrizione Per La Salute E La Longevità - 42 Ciclo

Il metabolismo lipidico è un fattore chiave nella progressione del cancro, svolgendo un ruolo cruciale nell’attivare i processi metastatici. Attraverso la riprogrammazione dell’assorbimento, sintesi e degradazione dei lipidi, le cellule tumorali acquisiscono la flessibilità metabolica necessaria per sostenere una rapida proliferazione, migrazione e invasione. L’aumentata sintesi di acidi grassi e la β-ossidazione forniscono componenti essenziali per il rimodellamento delle membrane, la produzione di energia e l’equilibrio redox, tutti aspetti fondamentali durante la disseminazione metastatica. Le lipid droplets (LDs), in particolare, agiscono come riserve di lipidi strutturali e di segnalazione che possono essere mobilitate per soddisfare le richieste metaboliche delle cellule tumorali in microambienti dinamici e spesso ostili. Inoltre, le alterazioni del metabolismo lipidico sono strettamente associate alla transizione epitelio-mesenchimale (EMT), una fase fondamentale della metastasi. Data la sua importanza nel sostenere il fenotipo metastatico, una comprensione più approfondita delle modificazioni delle LDs durante l’EMT è essenziale per svelare i diversi stati metabolici alla base dei processi metastatici. Le variazioni nella composizione, dimensione e distribuzione delle LDs possono riflettere o persino guidare la riprogrammazione dinamica delle cellule tumorali mentre acquisiscono proprietà invasive. Tecniche innovative e prive di marcatori, come la spettroscopia Raman, rappresentano uno strumento potente per indagare tali modificazioni in situ, offrendo informazioni biochimiche ad alta risoluzione senza alterare l’ambiente cellulare.L’obiettivo di questo progetto è indagare il ruolo funzionale delle LDs e le loro modificazioni dinamiche durante la transizione EMT. Integrando la spettroscopia Raman con avanzati sistemi microfluidici, si cercherà di monitorare in tempo reale la composizione, la distribuzione e il comportamento delle LDs in condizioni controllate e fisiologicamente rilevanti. Questo approccio combinato permetterà di seguire le variazioni biochimiche a livello della singola cellula durante il processo di EMT, offrendo una comprensione senza precedenti di come le LDs contribuiscano alla plasticità cellulare, alla riprogrammazione metabolica e al potenziale invasivo. In ultima analisi, il progetto mira a rivelare nuovi collegamenti meccanicistici tra il metabolismo lipidico e la progressione tumorale, aprendo nuove prospettive per interventi terapeutici innovativi.
In questo progetto verrà adottato un approccio multidisciplinare che combina microfluidica, biologia cellulare e tecniche di imaging avanzate. In particolare, si utilizzeranno vasi microfluidici commerciali che verranno rivestiti da un monostrato di cellule endoteliali per mimare la barriera vascolare. Cellule tumorali di diverso fenotipo (epiteliale e mesenchimale) cosi come con differenti livelli di contenuto e composizione LDs verranno introdotte in questi canali microfluidici per studiarne la capacità di transmigrare attraverso lo strato endoteliale, un passaggio chiave nella cascata metastatica. La spettroscopia Raman e la microscopia confocale a fluorescenza saranno utilizzate congiuntamente per analizzare la composizione biochimica e la distribuzione spaziale delle LDs all'interno delle singole cellule tumorali durante e dopo la migrazione. Questo sistema consentirà il monitoraggio in tempo reale e ad alta risoluzione della
dinamica delle LDs in un microambiente fisiologicamente rilevante. Inoltre, verrà attentamente valutato come le differenze nella quantità e composizione molecolare delle LDs influenzino il comportamento cellulare, la capacità invasiva e l’interazione con l’endotelio. Questo approccio fornirà informazioni fondamentali sul ruolo delle LDs nel facilitare la progressione metastatica e potrà contribuire all’identificazione di marcatori metabolici lipidici o vulnerabilità utili per nuovi interventi terapeutici.