Cancro al fegato-Imagine Credit Public Domain-
I meccanismi di correzione degli errori sono molto importanti per le cellule, perché con tutta l’attività cellulare costantemente in corso, si verificano continuamente malfunzionamenti. Ma quando si tratta di uccidere le cellule tumorali, è nell’interesse delle cellule indurre errori. La radioterapia e la chemioterapia possono causare difetti cellulari rompendo il DNA delle cellule. Tuttavia, alcune cellule tumorali hanno un meccanismo di riparazione del DNA eccezionalmente efficiente che consente loro di eludere il trattamento del cancro.
Dal Centro nazionale spagnolo per la ricerca sul cancro:
Immaggine: i ricercatori descrivono un nuovo meccanismo di riparazione del DNA che ostacola il trattamento del cancro. Credito: CireniaSketches/CNIOIn un articolo pubblicato su Cell Reports, Óscar Llorca del CNIO, Fernando Moreno-Herrero del CNB e Puri Fortes del CIMA-Università di Navarra, hanno ora rivelato il funzionamento di uno di questi straordinari sistemi di riparazione: una graffetta molecolare che è stata mostrato in azione per la prima volta utilizzando una nuova tecnica nanotecnologica.
Nel cancro del 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.
Tuttavia, il meccanismo molecolare mediante il quale NIHCOLE facilita la riparazione delle rotture del DNA non era noto. Il documento appena pubblicato su Cell Reports spiega questo: NIHCOLE forma un ponte che lega insieme i frammenti di DNA rotti.
“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.
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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 che ha consentito loro di rilevare la giunzione tra le due estremità frammentate. In primo luogo, hanno attaccato una minuscola perla magnetica, sulla scala di un millesimo di millimetro, a un’estremità del DNA, quindi hanno usato 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.
Per gli autori del documento riportato i 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; qual’ era 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 migliorare l’efficacia della radioterapia o della chemioterapia nei malati di cancro“, affermano gli autori del documento.
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