Cancro-Immagine: i telomeri proteggono le estremità dei cromosomi dai danni. Questa immagine mostra i telomeri (verde) e il DNA (blu) durante le attività di riparazione del DNA. Credito: Salk Institute-
Con l’avanzare dell’età, le estremità terminali dei nostri cromosomi, chiamate telomeri, si accorciano gradualmente. Ora, gli scienziati del Salk hanno scoperto che quando i telomeri diventano molto corti, comunicano con i mitocondri, le centrali elettriche della cellula. Questa comunicazione innesca una serie complessa di percorsi di segnalazione e avvia una risposta infiammatoria che distrugge le cellule che altrimenti potrebbero diventare cancerose.
I risultati, pubblicati su Nature l’8 febbraio 2023, potrebbero portare a nuovi modi di prevenire e curare il cancro, nonché a progettare interventi migliori per compensare le conseguenze dannose dell’invecchiamento.
La scoperta è il risultato di una collaborazione tra gli autori senior e i Professori del Salk Jan Karlseder e Gerald Shadel, che si sono uniti per esplorare le somiglianze che avevano trovato nei percorsi di segnalazione infiammatoria. Il laboratorio di Karlseder studia la biologia dei telomeri e come i telomeri prevengono la formazione del cancro. Il laboratorio di Shadel studia il ruolo svolto dai mitocondri nelle malattie umane, nell’invecchiamento e nel sistema immunitario.
“Siamo stati entusiasti di scoprire che i telomeri parlano con i mitocondri”, afferma Karlseder, titolare della Donald and Darlene Shiley Chair. “Essi chiaramente sinergizzano in processi biologici ben controllati per avviare percorsi cellulari che uccidono le cellule che potrebbero causare il cancro”.
Quando i telomeri si accorciano fino al punto in cui non possono più proteggere i cromosomi dai danni, si verifica un processo chiamato “crisi” e le cellule muoiono. Questo benefico processo naturale rimuove le cellule con telomeri molto corti e genomi instabili ed è noto per essere una potente barriera contro la formazione del cancro. Karlseder e il primo autore dello studio Joe Nassour, un ricercatore associato senior nel laboratorio di Karlseder, avevano precedentemente scoperto che le cellule in crisi vengono rimosse da un processo chiamato autofagia, in cui il corpo si libera delle cellule danneggiate.
In questo studio, il team ha voluto sapere come vengono attivati i programmi di morte cellulare dipendenti dall’autofagia durante le crisi, quando i telomeri sono estremamente corti. Conducendo uno screening genetico utilizzando cellule della pelle umana chiamate fibroblasti, gli scienziati hanno scoperto percorsi di rilevamento immunitario e di segnalazione infiammatori interdipendenti, simili a quelli con cui il sistema immunitario combatte i virus, che sono cruciali per la morte cellulare durante la crisi. Nello specifico, hanno scoperto che le molecole di RNA emanate dai telomeri corti attivano i sensori immunitari chiamati ZBP1 e MAVS in un modo unico sulla superficie esterna dei mitocondri.
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I risultati dimostrano importanti legami tra telomeri, mitocondri e infiammazione e sottolineano come le cellule possono aggirare la crisi (evitando così la distruzione) e diventare cancerose quando i percorsi non funzionano correttamente.
“I telomeri, i mitocondri e l’infiammazione sono tre segni distintivi dell’invecchiamento che vengono spesso studiati isolatamente”, afferma Shadel, titolare della Audrey Geisel Chair in Biomedical Science e Direttore del San Diego Nathan Shock Center of Excellence in the Basic Biology of Aging. “I nostri risultati che mostrano che i telomeri stressati inviano un messaggio RNA ai mitocondri per causare infiammazione evidenziano la necessità di studiare le interazioni tra questi segni distintivi per comprendere appieno l’invecchiamento e forse intervenire per aumentare la durata della salute negli esseri umani“.
“La formazione del cancro non è un processo semplice“, afferma Nassour. “È un processo a più fasi che richiede molte alterazioni e cambiamenti in tutta la cellula. Una migliore comprensione dei complessi percorsi che collegano telomeri e mitocondri può portare allo sviluppo di nuove terapie contro il cancro in futuro“.
Successivamente, gli scienziati hanno in programma di esaminare ulteriormente le basi molecolari di questi percorsi ed esplorare il potenziale terapeutico del target di questi percorsi per prevenire o curare il cancro.
Fonte:Nature
