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La matematica va in aiuto della medicina. Aperta la strada a nuovi farmaci anti-tumorali

Sviluppato un innovativo modello matematico del processo di angiogenesi nei tumori, i cui risultati aprono nuove vie per guidare lo sviluppo di nuovi farmaci anti-tumorali per la rinormalizzazione vascolare.

Pubblicato su Nature Scientific Reports l’articolo Tumour angiogenesis as a chemomechanical surface instability di Pasquale Ciarletta e Chiara Giverso (nella foto), del Laboratorio MOX del Dipartimento di Matematica del Politecnico di Milano (mox.polimi.it).

L’angiogenesi è uno dei tratti più caratteristici dei tumori e consiste nella capacità di indurre la formazione di nuovi vasi sanguigni. Questi vasi portano alla massa tumorale nutrimento e costituiscono un'ottima via per mandare in circolo le cellule tumorali che danno luogo alle metastasi. La nuova vascolatura, inoltre, è altamente tortuosa e risulta spesso un ostacolo quasi insormontabile per la somministrazione endovenosa di farmaci anti-tumorali.

Da un punto di vista matematico, i modelli esistenti di angiogenesi, basati su sistemi di reazione-diffusione, ne forniscono una descrizione insoddisfacente, in quanto necessitano dell’introduzione di regole empiriche di scarso fondamento biologico.

Proponendo un nuovo modello teorico e delle simulazioni numeriche, questo lavoro dimostra che, in maniera del tutto simile alla crescita dendritica di un cristallo di ghiaccio, l'emergenza delle reti capillari ramificate tipiche dei tumori è il risultato di un'instabilità di crescita superficiale . La morfologia della vascolatura tumorale risulta inoltre regolata da un insieme di fattori sia meccanici che chimici che agiscono su scale differenti.

I risultati di questo lavoro forniscono quindi una nuova interpretazione dell'angiogenesi che apre ad importanti applicazioni cliniche, specialmente per lo sviluppo di nuovi farmaci anti-tumorali attraverso la rinormalizzazione vascolare.

Il lavoro è stato parzialmente finanziato dal Centro Europeo di Nanomedicina e dall’Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro.

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