(Cancro cervicale-Immagine di organoidi squamosi stratificati ectocervicali derivati dal paziente (verde) infettati da Chlamydia trachomatis (rosso). Credito: Team Chumduri).
Le pazienti che sviluppano il cancro cervicale sono spesso infettate non solo dal papillomavirus umano (HPV), ma anche contemporaneamente dal patogeno batterico Chlamydia trachomatis. Il sospetto è, quindi, che i due agenti patogeni lavorino insieme come una sorta di squadra per “riprogrammare” le cellule che infettano in modo tale che degenerino e si moltiplichino in modo incontrollabile.
La Dott.ssa Cindrilla Chumduri, capo del gruppo di ricerca, Dipartimento di Microbiologia dell’Università Julius Maximilians di Würzburg (JMU) e il suo team, hanno ora dimostrato per la prima volta che questo non è solo un sospetto, ma un effetto concretamente verificabile.
I ricercatori hanno sviluppato repliche di organi, i cosiddetti organoidi 3D, su cui studiano le interazioni tra i patogeni e i tessuti che colpiscono e i processi patologici.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications.
Infezioni multiple alterano le cellule
“Il nostro studio utilizza modelli organoidi per mostrare il pericolo di infezioni multiple. Queste creano un microambiente cellulare unico che potenzialmente contribuisce alla riprogrammazione dei tessuti e quindi allo sviluppo del cancro“, afferma Chumduri, riassumendo il risultato centrale delle sue indagini. Per fare ciò, il biologo delle malattie infettive ha utilizzato cellule di donatori sani per creare un modello organoide quasi fisiologico della cervice.
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In particolare, la sua ricerca si concentra su due tipi di tessuto: in primo luogo, il cosiddetto ectocervice, la parte della mucosa cervicale che si estende nella vagina e il secondo è l’endocervice, la parte della mucosa che riveste la cervice più all’interno, collegando l’utero. Il loro compito essenziale è impedire l’ingresso di agenti patogeni nell’utero e quindi aiutare a mantenere sterile il tratto riproduttivo femminile superiore.
Perché Chumduri è particolarmente interessato a questi due tipi di tessuto? “Le aree in cui l’ecto e l’endocervice si fondono formano una zona di transizione e sono particolarmente soggette a infezioni e neoplasie”, afferma il ricercatore. “La maggior parte dei tumori cervicali ha origine lì“, aggiunge.
HPV e clamidia: un’alleanza dannosa che guida la trasformazione cellulare
Ci sono anche valide ragioni per concentrarsi sui patogeni HPV e C. trachomatis: “Sono tra le infezioni patogene sessualmente trasmissibili più diffuse”, aggiunge la Dott.ssa Stefanie Koster, una delle prime autrici dello studio. È stato a lungo dimostrato che l’HPV può causare il cancro. Ecco perché le ragazze in Germania e ora anche i ragazzi, possono vaccinarsi contro il virus dal 2007.
In effetti, il DNA del virus è stato trovato in oltre il 90% di tutti i tumori del collo dell’utero. Tuttavia, non sono gli unici colpevoli, come dimostra il fatto che, sebbene più dell’80% delle donne venga infettato dall’HPV durante la loro vita, nemmeno il 2% sviluppa il cancro. Si ritiene quindi che la coinfezione con C. trachomatis sia un importante cofattore nella guida della formazione di tessuto maligno. Tuttavia, “la dinamica di questa coinfezione e i meccanismi sottostanti sono stati in gran parte sconosciuti”, aggiunge la Dott.ssa Rajendra Kumar Gurumurthy, un altro primo autore dello studio.
Il problema è che “a differenza dei virus tumorali, il cui DNA si trova nei tumori, i batteri associati al cancro raramente lasciano elementi rilevabili nelle cellule tumorali“, spiega Chumduri. Tuttavia, per collegare i batteri allo sviluppo del cancro, ha affermato, è necessario identificare quei processi cellulari e mutazionali che contribuiscono ai cambiamenti patologici che subiscono le cellule. Chumduri e il suo team hanno ora decodificato sistematicamente proprio questi processi negli organoidi che hanno sviluppato.
Gli organoidi cervicali 3D aprono nuove opportunità di ricerca
Il risultato: “Le nostre analisi mostrano che HPV e clamidia causano una riprogrammazione cellulare unica dell’ospite”, spiega lo scienziato. Diversi geni sono up-o down-regolati dai due agenti patogeni in modi diversi, il che è associato a risposte immunitarie specifiche. Tra le altre cose, i patogeni influenzano un sottoinsieme significativo di tutti i geni regolati responsabili della riparazione del danno al DNA.
Nel complesso, i risultati mostrano che “la co-persistenza di HPV e clamidia in una cellula staminale potrebbe influire negativamente sulla stabilità cellulare e genomica e promuovere la progressione neoplastica”, come conclude lo studio.
Allo stesso tempo, lo studio fornisce la prima prova che gli organoidi 3D della cervice sviluppati dal gruppo del Dr. Chumduri sono adatti per lo studio di vari aspetti della biologia cervicale. La coltivabilità di questi organoidi e la possibilità di manipolarli geneticamente aprono così nuove strade per studiare lo sviluppo, la progressione e l’esito delle infezioni croniche in un autentico contesto preclinico.
Fonte:Nature
