Arginina-Immagine Credit Public Domain-
L’arginina è un amminoacido prodotto naturalmente dal nostro corpo e abbondante nel pesce, nella carne e nelle noci che mangiamo. Ma come rivela una recente ricerca pubblicata su Science Advances, l’arginina è un nutriente essenziale anche per le cellule tumorali. E farle morire di fame potrebbe potenzialmente rendere i tumori più vulnerabili alla risposta immunitaria naturale del corpo.
I ricercatori del Laboratory of Systems Cancer Biology di Sohail Tavazoie hanno scoperto che in una varietà di tumori umani, questo aminoacido diventa limitato, spingendo queste cellule a cercare una soluzione genetica intelligente: quando i livelli di arginina diminuiscono, manipolano le proteine a loro disposizione per assorbire arginina e altri aminoacidi in modo più efficiente. E sorprendentemente, nel tentativo di continuare a crescere, inducono mutazioni che riducono la loro dipendenza da essa.
“È come se tu avessi un set Lego e stai cercando di costruire un modello di aeroplano stravagante e finisci i mattoncini giusti”, dice il primo autore dello studio Dennis Hsu, un ex membro del laboratorio di Tavazoie e ora un medico-scienziato presso l’UPMC Hillman Cancer Center di Pittsburgh. “L’unico modo per costruire ancora l’aereo sarebbe se avessi alterato i progetti che in modo che non richiedano i mattoni mancanti”.
La connessione arginina-cancro
“A livello cellulare, l’arginina svolge un ruolo in una varietà di processi, dallo smaltimento dei rifiuti di azoto alla sintesi proteica. È anche uno dei pochi aminoacidi che ha dimostrato di regolare il modo in cui le cellule immunitarie reagiscono al cancro e ad altri tipi di trigger immunologici”, afferma Hsu.
Il suo deficit, ad esempio, è legato ai tessuti infiammati delle persone con malattia di Crohn, colite ulcerosa, malattia infiammatoria intestinale o infezione da H. pylori, i cui tessuti possono avere bassi livelli di arginina. Se le persone con queste condizioni non vengono curate, hanno un rischio maggiore di sviluppare cancro allo stomaco o al colon.
I ricercatori hanno scoperto la connessione arginina-cancro come parte di uno studio più ampio sui codoni, triplette di basi del DNA che contengono ciascuna la ricetta per produrre un singolo amminoacido. Nel setacciare l’Atlante del genoma del cancro, Hsu ha documentato migliaia di casi di mutazioni del codone, ma uno si è distinto tra tutti i tumori: i codoni dell’arginina, che sono stati persi durante le mutazioni molto più di quanto avrebbe dovuto essere. I tumori dello stomaco e del colon-retto hanno mostrato la carenza più drammatica.
“Questa è stata una scoperta molto sorprendente che non ci aspettavamo”, afferma Tavazoie.
I ricercatori non sanno come siano arrivate le prime gocce di arginina. “Pensiamo che alcuni tumori si sviluppino in condizioni di bassa arginina e portino questa storia nel loro DNA”, afferma Hsu.
Malnutrizione cellulare
Hsu e i suoi coautori hanno trascorso mesi in laboratorio a coltivare cellule tumorali e poi a privarle di arginina. Mentre sottoponevano le cellule a molteplici cicli di malnutrizione cellulare, le cellule tumorali iniziarono a mutare mentre provavano modi diversi per garantirsi l’accesso a una rinnovata fornitura di elementi essenziali dietetici. Non tutte queste strategie hanno funzionato. Un metodo di successo è stato quello di aumentare la quantità di proteine trasportatrici di amminoacidi in modo che le cellule potessero assorbire in modo più efficiente l’arginina e altri amminoacidi. Ma anche queste imitazioni funzionali tendevano a essere scarse fonti. Nel frattempo, gli errori si sono aggravati man mano che le cellule si replicavano, con conseguenti modifiche al genoma come geni mutati e proteine deformate.
In un altro esperimento, Hsu ha riscontrato un aumento del numero di mutazioni verso codoni che producono aminoacidi più abbondanti nell’ambiente delle cellule tumorali. Questi improvvisamente sono diventati più appetitosi per le cellule tumorali, che sembravano cercare di accontentarsi di ciò che avevano, come mettere insieme un pasto con alcuni oggetti casuali che si trovano nel tuo frigorifero.
“Il collegamento di un nutriente specifico a uno specifico cambiamento del DNA attraverso questa sorta di cosiddetta evoluzione diretta “non era stato segnalato prima a nostra conoscenza”, afferma Tavazoie.
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Dalla bandiera rossa al bersaglio
È interessante notare che questa capacità di convincere i codoni a eseguire i loro ordini potrebbe potenzialmente portare alla distruzione delle stesse cellule tumorali. Questo perché nel tentativo di mantenersi in vita mentre sono malnutrite, le cellule accumulano così tante mutazioni che possono iniziare a sembrare molto strane al sistema immunitario.
“Hai molte proteine casuali, dall’aspetto anormale a causa di tutte le mutazioni e per questo hanno maggiori probabilità di essere riconosciute dal sistema immunitario come qualcosa che non dovrebbe essere lì”, dice Hsu. Una volta profondamente mutate, le cellule tumorali affamate di arginina, volate sotto il radar del sistema immunitario, potrebbero ora sventolare una bandiera rossa a brandelli.
Questi risultati hanno potenziali implicazioni per l’immunoterapia. “Affamando una cellula tumorale, forse puoi promuovere l’acquisizione di nuove mutazioni che possono quindi essere riconosciute dal sistema immunitario“, afferma Hsu. “Non l’abbiamo testato, ma sarebbe una cosa davvero interessante da provare”.
Fonte:Science
