Un modello preso in prestito dalla fisica statistica spiega perché un tumore al seno confinato ai dotti mammari può trasformarsi in una forma invasiva. Lo studio, guidato dall'Ifom di Milano e dall'Università degli Studi di Milano, è stato pubblicato oggi su Nature Communications e indica una soglia critica nella frazione di cellule cancerose mobili oltre la quale il tessuto rigido collassa e comincia a muoversi come un unico blocco.
Una piazza affollata: il modello della percolazione
I ricercatori coordinati da Giorgio Scita (Ifom e Statale) e Fabio Giavazzi (Statale) hanno ricostruito in laboratorio monostrati cellulari con proprietà meccaniche differenti e li hanno filmati per ore e giorni. La teoria di riferimento è quella della percolazione: finché le cellule mobili, contrassegnate dal marcatore RAB5A, restano isolate il tessuto resta compatto; oltre una soglia critica formano una rete connessa che riprogramma meccanicamente e chimicamente le cellule vicine, e il moto si propaga a tutto lo strato.
"Immaginate una piazza che si riempie", spiega Scita. "Finché le persone sono poche, ognuna si muove per conto proprio. Superata una certa densità, basta un movimento a innescare una reazione a catena". È il modo in cui i fisici descrivono i cambiamenti di fase nei materiali, applicato per la prima volta a un tessuto tumorale eterogeneo con la logica della teoria della percolazione di contatto.
Il numero che riguarda oltre il 20% delle diagnosi italiane
La soglia individuata non è un'astrazione teorica. Riguarda la forma non invasiva del tumore al seno, il carcinoma duttale in situ (DCIS), che secondo lo studio rappresenta più del 20% delle diagnosi in Italia. Su circa 55.900 nuove diagnosi di carcinoma mammario stimate nel Paese nel 2024, sono oltre 11.000 le donne ogni anno che si trovano davanti a un tumore contenuto nei dotti mammari, senza però strumenti prognostici solidi capaci di distinguere in anticipo quali lesioni resteranno silenti e quali diventeranno aggressive.
Il vuoto informativo si traduce oggi in scelte difficili da personalizzare: chirurgia conservativa, radioterapia adiuvante o mastectomia arrivano prima di sapere se la progressione sarebbe davvero avvenuta. Un modello che identifica una soglia meccanico-molecolare misurabile apre a un test predittivo, non solo descrittivo, e a un possibile ripensamento dei protocolli. La strada resta lunga: gli autori parlano di un principio verificato su modelli in vitro, non ancora di un biomarcatore pronto per la clinica. Il gruppo Ifom-Statale ha diffuso il comunicato ufficiale sullo studio insieme al paper.
Fisica, biologia e clinica in un unico gruppo di ricerca
L'approccio interdisciplinare è la seconda cifra distintiva del lavoro: fisici della Statale di Milano, biologi cellulari dell'Ifom, oncologi dell'Università di Palermo e la piattaforma di analisi di Cogentech hanno lavorato sullo stesso set di dati. È una tendenza ricorrente nella ricerca oncologica italiana degli ultimi anni: lo studio danese che ha proposto il gene NDRG1 come nuovo bersaglio nel tumore del colon segue la stessa logica di sintesi tra biologia molecolare e clinica, così come il recente lavoro su un farmaco che rilancia l'effetto Warburg per uccidere le cellule cancerose per esaurimento metabolico.
I prossimi passi indicati dagli autori sono la validazione su tessuti reali di pazienti e la ricerca di marcatori quantificabili con imaging o biopsie, così da portare la soglia critica dal microscopio al referto. Se il modello reggerà alla verifica clinica, il carcinoma in situ potrà smettere di essere una diagnosi da trattare in modo uniforme e diventare una condizione da stratificare paziente per paziente, orientando anche la scelta tra sorveglianza attiva e intervento immediato. Sul piano europeo la ricaduta non è secondaria: le linee guida sulla gestione del DCIS convivono da anni con un'evidenza incompleta e con studi di de-escalation terapeutica ancora in corso, e un criterio biologico quantitativo darebbe ai clinici un ancoraggio oggettivo per decidere quando trattare subito e quando affidarsi alla sorveglianza.
Domande frequenti
Che cos'è la soglia critica individuata nello studio sul tumore al seno?
La soglia critica è la percentuale di cellule cancerose mobili oltre la quale il tessuto mammario collassa e si muove come un unico blocco, favorendo l'invasione tumorale. Questo concetto deriva dalla teoria della percolazione applicata ai tessuti biologici.
In che modo il modello di fisica statistica aiuta a comprendere la progressione del carcinoma duttale in situ (DCIS)?
Il modello mostra che finché le cellule mobili restano isolate, il tumore resta confinato; superando una certa soglia, invece, si innesca un cambiamento meccanico e chimico che può portare il tumore a diventare invasivo. Questo aiuta a spiegare quali lesioni potrebbero progredire verso forme più aggressive.
Quali sono le implicazioni cliniche di questo studio per la gestione del DCIS?
L'identificazione di una soglia meccanico-molecolare potrebbe portare allo sviluppo di test predittivi per distinguere tra lesioni che resteranno silenti e quelle che diventeranno invasive. Questo consentirebbe protocolli di trattamento più personalizzati, riducendo interventi non necessari.
A che punto è la ricerca e quali saranno i prossimi passi?
Il principio è stato verificato su modelli in vitro, ma non è ancora pronto per l'applicazione clinica. I prossimi passi prevedono la validazione su tessuti di pazienti reali e la ricerca di marcatori quantificabili tramite imaging o biopsie.
Chi sono i principali protagonisti e istituzioni coinvolte nello studio?
Lo studio è stato guidato da ricercatori dell'Ifom e dell'Università degli Studi di Milano, con la collaborazione di fisici, biologi cellulari e oncologi anche dell'Università di Palermo e della piattaforma Cogentech.
