Come il “DNA spazzatura” potrebbe portare al cancro

(DNA spazzatura-Immagine Credit Public Domain).

Gli scienziati hanno scoperto che il DNA “spazzatura” non codificante, lungi dall’essere innocuo e inerte, potrebbe potenzialmente contribuire allo sviluppo del cancro.

Il loro studio ha mostrato come il DNA non codificante può ostacolare la replicazione e la riparazione del nostro genoma, consentendo potenzialmente l’accumulo di mutazioni.

In precedenza è stato scoperto che modelli di DNA non codificanti o ripetitivi, che costituiscono circa la metà del nostro genoma, potrebbero interrompere la replicazione del genoma.

Ma fino ad ora gli scienziati non hanno compreso il meccanismo alla base, o come potrebbe contribuire allo sviluppo del cancro. Nel nuovo studio, gli scienziati dell’Istituto di ricerca sul cancro di Londra hanno ricostituito l’intero processo di replicazione del DNA in una provetta per comprenderlo in modo più completo.

I ricercatori sono stati in grado di descrivere come i modelli ripetitivi del DNA vengono copiati durante la replicazione e come sono in grado di bloccarne completamente la replicazione, aumentando il rischio di errori che possono essere una delle prime cause del cancro. Questa conoscenza vitale può eventualmente portare a farmaci e trattamenti migliori.

I ricercatori ritengono che il lavoro potrebbe anche aiutare a migliorare la diagnosi e il monitoraggio di alcuni tumori, come il cancro dell’intestino, dove gli errori comuni nella copia delle sequenze ripetitive del DNA indicano se il cancro sta progredendo.

Lo studio è stato pubblicato su Nature Communications.

Gli scienziati dell’ICR, un istituto di beneficenza e di ricerca, hanno scoperto che quando il macchinario di replicazione del DNA incontrava DNA ripetitivo, era in grado di svolgere i filamenti di DNA, ma a volte non riusciva a copiare il filamento di DNA opposto. Questo errore potrebbe causare lo stallo della replicazione, con conseguente collasso del meccanismo di replicazione in un modo simile a quello indotto dal danno al DNA.

I risultati dello studio portano gli scienziati a credere che sequenze di DNA ripetitive potrebbero innescare un segnale di risposta al danno che indica che si sono verificati errori nella replicazione del DNA e richiedono una riparazione.

È noto che il danno al DNA e la conseguente instabilità del genoma promuovono la formazione e la progressione del cancro, quindi la ricerca rafforza il legame tra DNA spazzatura e cancro.

Sono stati gli scienziati dell’ICR che, negli anni ’60, hanno fornito la prima prova conclusiva che il danno al DNA è la causa fondamentale del cancro. All’inizio degli anni 2000, i ricercatori dell’ICR hanno poi dimostrato che i farmaci chiamati inibitori di PARP potrebbero essere geneticamente mirati contro i tumori con mutazioni della riparazione del DNA.

I nostri ricercatori ora sperano che una migliore comprensione della replicazione del DNA e di come il processo può andare storto, possa portare a nuovi modi di curare la malattia.

Vedi anche:DNA spazzatura:il ruolo nell’invecchiamento e nel cancro

Il leader dello studio, il Dott. Gideon Coster, team leader nella replica del genoma presso l’Institute of Cancer Research di Londra, afferma: “Volevamo capire perché sembra più difficile per le cellule copiare sequenze di DNA ripetitive rispetto ad altre parti del genoma. Il nostro studio suggerisce quel cosiddetto DNA spazzatura sta effettivamente giocando un ruolo importante e potenzialmente dannoso nelle cellule, bloccando la replicazione del DNA e aprendo potenzialmente la porta a mutazioni cancerose“.

“Ora crediamo che le sequenze ripetitive del DNA scatenino una risposta molto simile a quella indotta dal danno al DNA, che sappiamo può portare al cancro. Il nostro studio quindi fa avanzare fondamentalmente la nostra comprensione del cancro e spero che ci aiuterà a inventare nuovi trattamenti in futuro”.

Il Professor Kristian Helin, amministratore delegato dell’Istituto di ricerca sul cancro, Londra, afferma: “Questo studio aiuta a svelare l’enigma del DNA spazzatura, mostrando come queste sequenze ripetitive possono bloccare la replicazione e la riparazione del DNA. È possibile che questo meccanismo possa svolgere un ruolo nello sviluppo del cancro come causa di instabilità genetica, soprattutto perché le cellule tumorali iniziano a dividersi più rapidamente e quindi sottopongono il processo di replicazione del DNA a uno stress maggiore”.

“Capire i meccanismi alla base della mutazione genetica e dell’instabilità è fondamentale se vogliamo trovare nuovi modi innovativi per curare il cancro che sfruttino le debolezze fondamentali delle cellule tumorali”.

Fonte:Nature Communications