Cancro al fegato-Immagine Credit Public Domain-
Le cellule subiscono costantemente malfunzionamenti che richiedono meccanismi di correzione degli errori per funzionare correttamente. Tuttavia, nel caso delle cellule tumorali, indurre errori può essere utile nello sforzo di eliminarle. Trattamenti come la radioterapia e la chemioterapia danneggiano il DNA delle cellule tumorali per indurre difetti cellulari, ma alcune cellule tumorali hanno un sistema di riparazione del DNA altamente efficace che consente loro di eludere questi trattamenti.
Un recente studio ha fatto luce su uno di questi eccezionali sistemi di riparazione del DNA. Utilizzando la nanotecnologia avanzata, i ricercatori hanno osservato per la prima volta in azione un fiocco molecolare, che fa parte del sistema di riparazione del DNA. Questa scoperta fornisce nuove informazioni su come le cellule tumorali possono eludere il trattamento e apre possibilità per lo sviluppo di nuove terapie antitumorali.
I ricercatori scoprono un nuovo processo di riparazione del DNA che impedisce il trattamento del cancro
La correzione degli errori è fondamentale per le cellule a causa del costante verificarsi di malfunzionamenti durante l’attività cellulare. Tuttavia, indurre errori è utile nello sforzo di uccidere le cellule tumorali. La radioterapia e la chemioterapia inducono difetti cellulari danneggiando il DNA delle cellule tumorali. Sfortunatamente, alcune cellule tumorali possiedono un sistema di riparazione del DNA altamente efficace, che consente loro di sfuggire al trattamento.
Un nuovo studio pubblicato su Cell Reports da Óscar Llorca del CNIO, Fernando Moreno-Herrero del CNB e Puri Fortes del CIMA-Università di Navarra, fa luce su uno di questi straordinari sistemi di riparazione del DNA. Il team ha rivelato la funzione di un fiocco molecolare utilizzando un metodo di nanotecnologia all’avanguardia, segnando la prima volta che è stato osservato in azione.
Nel cancro al fegato con la prognosi peggiore
Alcuni anni fa, un team guidato dal team di Puri Fortes ha scoperto che circa la metà dei pazienti con carcinoma epatocellulare (il tipo più comune di cancro al fegato) produce una molecola di RNA chiamata NIHCOLE, che si trova principalmente nei tumori più aggressivi ed è associata a una prognosi infausta. Fortes, Llorca e Moreno-Herrero hanno concluso che NIHCOLE è molto efficace nell’aiutare a riparare il DNA rotto, motivo per cui la radioterapia è meno efficace nei tumori in cui è presente. Eliminando NIHCOLE, le cellule tumorali trattate con radioterapia muoiono più facilmente.
“NIHCOLE interagisce simultaneamente con le proteine che riconoscono le due estremità di un DNA frammentato, come se le pinzasse insieme“, spiegano Llorca e Moreno-Herrero.
I ricercatori descrivono un nuovo meccanismo di riparazione del DNA che ostacola il trattamento del cancro. Credito: CireniaSketches/CNI
La comprensione di questo meccanismo può aiutare nello sviluppo di strategie per combattere i tumori del fegato con la prognosi peggiore. “L‘uso di farmaci inibitori NIHCOLE può rappresentare una nuova terapia per la forma più comune di cancro al fegato“, affermano i ricercatori.
Nano-pinzette magnetiche per allungare il DNA
Per capire come funziona NIHCOLE, il gruppo di Fernando Moreno-Herrero ha utilizzato le pinzette magnetiche, una tecnica nanotecnologica che consente di studiare le proprietà fisiche delle singole molecole.
I ricercatori hanno progettato una molecola di DNA che imita il DNA rotto, consentendo loro di rilevare la giunzione tra le due estremità frammentate. In primo luogo, attaccano una minuscola perla magnetica, sulla scala di un millesimo di millimetro, a un’estremità del DNA, quindi usano nano-pinzette magnetiche per tirare quell’estremità. La lunghezza del DNA allungato indica se si tratta di una molecola di DNA ricostituita, in cui le estremità spezzate del DNA sono state unite insieme, o se è ancora spezzata.
Vedi anche:Cancro al fegato aggressivo: scoperta una delle cause
Per gli autori del documento pubblicato su Cell Reports, questi dati mostrano che NIHCOLE “conferisce vantaggi alle cellule tumorali aiutandole a riparare le rotture del DNA, sostenendo così la proliferazione maligna delle cellule tumorali nonostante l’accumulo di danni al DNA derivanti dallo stress della stessa divisione cellulare”.
‘DNA spazzatura’ che non è più spazzatura
NIHCOLE non è una proteina sintetizzata da un gene, ma una molecola di RNA. Fa parte di quello che i biologi hanno soprannominato DNA spazzatura due decenni fa, quando il genoma umano veniva sequenziato. A quel tempo, credevano erroneamente che questo DNA fosse inutile.
Llorca spiega: “Uno dei dogmi centrali della biologia è che l’informazione contenuta in ogni gene, nel DNA, viene tradotta in proteine. Quindi gli scienziati sono rimasti sbalorditi quando hanno scoperto che solo il 2% del nostro DNA conteneva geni; a cosa serviva il resto del nostro genoma? È impensabile che il 98% del genoma sia DNA spazzatura e inutile. Nell’ultimo decennio, è stato dimostrato che parte di questo genoma oscuro produce molecole di RNA molto lunghe, alcune delle quali hanno una funzione prevalente nel cancro”.
NIHCOLE è una di queste lunghe molecole di RNA, la cui esistenza e funzione sono state scoperte solo di recente a tal punto che i biologi sono ancora stupiti. È anche sorprendente che sia necessario solo un piccolo pezzo di NIHCOLE perché agisca come graffetta molecolare.
“Ciò consentirebbe lo sviluppo di farmaci che bloccano o distorcono questa struttura e quindi migliorerebbero l’efficacia della radioterapia o della chemioterapia nei pazienti oncologici“, affermano gli autori dell’articolo.
Fonte:Cell Reports
