Gli scienziati del St. Jude Children’s Research Hospital hanno scoperto come una proteina del sistema immunitario, chiamata AIM2, svolge un ruolo nel determinare l’aggressività del cancro del colon.
Secondo i ricercatori, la carenza di AIM2 provoca la proliferazione incontrollata delle cellule intestinali.Sorprendentemente, i ricercatori hanno anche scoperto che AIM2 influenza il microbiota – la popolazione di batteri intestinali: a quanto pare favorisce la proliferazione di batteri “buoni” che possono proteggere contro il cancro del colon.
Il team, guidato da Thirumala-Devi Kanneganti, Ph.D.,del Dipartimento di Immunologia del St. Jude Children’s Research Hospital, ha pubblicato i risultati della ricerca in un recente numero della rivista Cell.
La scoperta potrebbero avere importanti applicazioni per la prevenzione, la prognosi e il trattamento del cancro del colon.
‘Dal momento che una ridotta attività di AIM2 nei pazienti affetti da cancro del colon-retto è associata a scarsa sopravvivenza, potrebbe essere utile rilevare il livello di espressione AIM2 nei polipi individuati con la colonscopia e AIM2 potrebbe essere usato come uno dei biomarcatori per la prognosi della condizione’, ha detto Kanneganti.
Secondo i ricercatori, favorire l’attività di AIM2 può prevenire la malattia o ridurne il rischio.
‘Nelle persone che già hanno il cancro del colon-retto, le terapie che aumentano l’espressione di AIM2, come gli interferoni, potrebbero ridurre la progressione del tumore. Inoltre, il trasferimento di microbiota sano o di un gruppo di batteri ‘buoni’ da donatori, nei pazienti con tumore del colon-retto in fase iniziale della malattia, può prolungare la sopravvivenza’ ha aggiunto Kanneganti.
I ricercatori sapevano che le mutazioni in AIM2 sono frequenti nei pazienti con tumori del colon-retto. E uno studio da parte di altri ricercatori avevano scoperto che più della metà dei piccoli tumori intestinali aveva mutazioni AIM2.
” Tuttavia, la funzione consolidata di AIM2 nelle cellule del cancro”, ha spiegato uno dei primi autori dello studio, Si Ming Man, Ph.D., un borsista post-dottorato nel laboratorio di Kanneganti, ” non era ancora chiara. Piuttosto, AIM2 era noto per aiutare il sistema immunitario a rilevare batteri e virus e incrementare l’allerta del sistema immunitario nella lotta contro i patogeni. Quando abbiamo scoperto che l’intestino esprime alti livelli di AIM2, abbiamo ipotizzato che questo gene può anche svolgere un ruolo nella regolazione della salute dell’intestino”.
Nei loro esperimenti sui topi, gli scienziati hanno usato sostanze chimiche per innescare il processo che imita lo sviluppo del cancro del colon-retto. Essi hanno scoperto che i topi affetti da cancro del colon mostrano una drastica ridotta funzione di AIM2, confermando il collegamento del gene con il cancro, negli esseri umani.
I ricercatori hanno anche scoperto che i topi geneticamente modificati per avere una ridotta funzione di AIM2, se trattati con i prodotti chimici, hanno sviluppato in modo significativo, più tumori rispetto ai topi normali.
Gli scienziati hanno anche dimostrato che AIM2 svolge un ruolo indipendente dal suo ruolo immunitario, nel sopprimere l’espansione abnorme di popolazioni di cellule staminali intestinali. Al contrario, il malfunzionamento di AIM2 scatena abnorme proliferazione delle cellule staminali. Le cellule staminali sono cellule immature che si differenziano in cellule adulte come cellule intestinali. Queste cellule proliferano continuamente per sostituire le cellule vecchie e morenti nell’intestino.
‘Molti studi precedenti hanno indicato che AIM2 collabora con il sistema immunitario, agendo come un sensore patogeno, nell’uomo. Tuttavia, il nostro lavoro è il primo a identificare il ruolo di AIM2 nel controllo della proliferazione delle cellule staminali intestinali. Questo lavoro è davvero emozionante per noi, perché abbiamo trovato un nuovo ruolo di AIM2 nella regolazione del cancro del colon-retto e abbiamo scoperto che lo fa attraverso l’inibizione eccessiva della proliferazione delle cellule staminali nel grande intestino’, hanno spiegato i ricercatori che hanno anche individuato il meccanismo cellulare specifico, regolato da AIM2.
Ora, il team ha deciso di esplorare se il ruolo protettivo del AIM2 potrebbe coinvolgere i batteri intestinali, sulla base di studi di laboratorio di Kanneganti ed altri che indicano che i sensori microbici simili a AIM2 contribuiscono ad una sana flora intestinale. Infatti, il confronto dei batteri intestinali in topi normali con topi AIM2 deficienti, ha mostrato un diverso ‘paesaggio microbico’ nei due tipi di topi.
Per verificare se i batteri intestinali possono influenzare la progressione del cancro del colon, i ricercatori hanno trapiantato i batteri intestinali di topi sani, in topi affetti da cancro del colon e batteri intestinali di topi malati, in topi sani. Essi hanno scoperto che lo scambio di batteri ha consentito una notevole riduzione del cancro del colon nei topi AIM2-deficienti e favorito un aumento dei tumori nei topi normali.
‘Questi risultati suggeriscono che il trapianto di alcuni batteri buoni del microbiota di topi sani nei topi privi di AIM2, offre maggiore protezione contro il cancro del colon-retto. Riteniamo che questa scoperta ha rilevanza clinica importante perché possiamo potenzialmente prevenire o rallentare la progressione del cancro del colon-retto negli esseri umani, in particolare in quelli che hanno mutazioni nel gene AIM2, semplicemente attraverso il trapianto di un sano microbiota. Abbiamo solo scalfito la superficie del ruolo di AIM2 nel controllo della proliferazione delle cellule staminali e nel mantenimento di una flora intestinale sana’, ha detto Kanneganti. ‘Come funziona esattamente AIM2 in entrambe queste funzioni è un campo di ricerca interessante ancora da perseguire’.
Fonte:
- Si Ming Man, Qifan Zhu, Liqin Zhu, Zhiping Liu, Rajendra Karki, Ankit Malik, Deepika Sharma, Liyuan Li, R.K. Subbarao Malireddi, Prajwal Gurung, Geoffrey Neale, Scott R. Olsen, Robert A. Carter, Daniel J. McGoldrick, Gang Wu, David Finkelstein, Peter Vogel, Richard J. Gilbertson, Thirumala-Devi Kanneganti. Critical Role for the DNA Sensor AIM2 in Stem Cell Proliferation and Cancer. Cell, 2015; DOI:10.1016/j.cell.2015.06.001
