O colaborare interdisciplinară care a durat 10 ani a folosit o abordare bazată pe știința materialelor pentru a "amprenta" depozitele de minerale de calciu cunoscute sub numele de microcalcificări, care dezvăluie indicii patologice privind evoluția cancerului de sân și, potențial, a altor boli.

Potrivit autorilor lucrării "Biomineralogical Signatures of Breast Microcalcifications", publicată recent în Science Advances, „depunerea de minerale sănătoase este un proces delicat și bine coordonat, așa cum se observă în formarea oaselor și a dinților. Uneori, însă, se formează depozite de minerale în locuri unde nu au ce căuta, cum ar fi rinichii - de exemplu, calculi renali - și țesutul mamar. În contextul cancerului de sân, microcalcificările sunt un instrument de screening esențial, deoarece apar ca pete albe la mamografii și, în anumite cazuri, indică prezența cancerului de sân.”

"De obicei, după mamografia inițială, microcalcificările sunt în mare parte ignorate. Iar ceea ce spunem noi este că putem privi dincolo de rezoluția mamografiei, la nivel microscopic și chimic, și putem obține mai multe informații din aceste microcalcificări", a declarat co-autorul principal Lara Estroff, profesor de știința materialelor și inginerie în cadrul Cornell Engineering. " Prin luarea unor tehnici de definire bine stabilite, de înaltă rezoluție, din domeniul științei materialelor și prin cuplarea acestora cu o apreciere a biomineralizării și a modului în care organismele pot controla depunerea mineralelor, am obținut o perspectivă unică asupra unui element mineral patologic care poate avea implicații importante pentru boli." Grupul lui Estroff este specializat în biomineralizare, adică în modul în care organismele biologice controlează creșterea cristalelor în țesuturile lor. În urmă cu mai bine de un deceniu, ea a început să colaboreze cu Claudia Fischbach, professor de inginerie biomedicală și co-autor principal al lucrării, pentru a explora răspândirea metastatică a cancerului de sân în oase. Acest lucru a dus la explorarea unui fenomen "bizar" în care un mineral asemănător  osului a apărut în locurile tumorilor primare, iar de aici autorii au devenit interesați de modul în care aceste microcalcificări pot capta elemente ale micro-mediului tisular în care se formează, aproape  instantaneu. Micro-mediul, cunoscut și sub numele de matrice organică, poate, la rândul său, să influențeze compoziția, morfologiile și proprietățile mecanice ale mineralului. În timp ce unii biologi în domeniul cancerului au studiat microcalcificările, fenomenul nu a fost explorat de oamenii de știință din domeniul materialelor.

"Biomineralizarea este un domeniu mai degrabă de nișă care implică contribuții din știința materialelor, geologie, biologie și nu numai. Este foarte multidisciplinară", a spus Estroff. "Nu există absolut niciun motiv pentru care oncologii să acorde atenție proprietăților materialelor acestor mici cristale care apar. Cred că a fost nevoie cu adevărat de cineva care să aibă o idee despre ceea ce ar putea oferi mineralul pentru a face acest lucru. Ne-am întrebat dacă putem lua tot ceea ce știm din studiul biomineralelor fiziologice și să aplicăm acum la aceste minerale patologice." Printre principalele constatări ale cercetătorilor se numără: microcalcificările asociate cancerului se grupează în grupuri relevante din punct de vedere fiziologic, care reflectă tipul de țesut și malignitatea locală; carbonatul mineral prezintă o varietate substanțială în interiorul tumorii; oligoelementele - inclusiv zincul, fierul și aluminiul - sunt intensificate în calcificările localizate în tumori maligne; iar raportul dintre lipide și proteine în cadrul microcalcificărilor este mai mic la pacienții cu prognostic nefavorabil. Deși cercetătorii nu sunt siguri dacă microcalcificările se formează înainte de apariția cancerului sau din cauza acestuia, constatările indică faptul că există o corelație cu severitatea bolii. Cercetătorii speră că descoperirile ar putea ilumina calcificările și în alte tipuri de cancer, cum ar fi cancerul tiroidian și ovarian. Echipa plănuiește acum să studieze o răspândire mai mare a caracteristicilor bolii și, de asemenea, să aplice abordarea lor la alte boli de mineralizare patologică, cum ar fi boala calcifică a valvei aortice, în care mineralul se formează în valva inimii sau, după cum spune Estroff, "mineralul este boala".

Sursa: Microcalcification 'fingerprints' can yield info about cancer (medicalxpress.com)

Foto Credit: Cornell University