Immagine, quando l’imballaggio della cromatina è pulito e ordinato, una cellula non può rispondere facilmente agli stress esterni. Credito: Northwestern University
Cancro: il DNA disordinato aiuta le cellule tumorali a eludere il trattamento, secondo un nuovo studio della Northwestern University.
Ogni cellula del corpo umano contiene ben due metri di DNA. Affinché quel DNA si adatti al nucleo cellulare – uno spazio accogliente di appena un centesimo di millimetro – deve essere impacchettato estremamente stretto.
Questa scoperta arriva con buone e cattive notizie.
La cattiva notizia: questo significa che le cellule tumorali con un imballaggio disordinato hanno maggiori probabilità di adattarsi ed eludere i trattamenti, come la chemioterapia. La buona notizia: ora che i ricercatori dispongono di queste informazioni, possono sviluppare nuove terapie antitumorali mirate all’imballaggio della cromatina. Inibendo la capacità di adattamento delle cellule tumorali, queste cellule diventano più vulnerabili ai trattamenti tradizionali.
“Le cellule tumorali sono padroni del cambiamento”, ha dichiarato Vadim Backman della Northwestern, che ha co-condotto la ricerca. “Devono adattarsi continuamente per eludere il sistema immunitario, le chemioterapie o le immunoterapie. Un impaccamento anomalo della cromatina guida la capacità delle cellule tumorali di fare tutto questo”.
Lo studio è stato pubblicato l’8 gennaio 2020 sulla rivista Science Advances.
Backman è Professore di ingegneria biomedica alla McCormick School of Engineering della Northwestern. Ha co-diretto il lavoro con Igal Szleifer , Prof.ssa di ingegneria biomedica alla McCormick.
Realizzata con DNA, RNA e proteine, la cromatina determina quali geni vengono soppressi o espressi. In caso di cancro, la cromatina può regolare l’espressione dei geni che consentono alle cellule di diventare resistenti al trattamento.
“I geni sono come l’hardware e la cromatina è un software”, ha detto Backman. “E l’imballaggio della cromatina è il sistema operativo”.
“Il genoma è stato sequenziato e tecniche, come CRISPR, ora consentono ai ricercatori di modificare l’hardware di una cellula”, ha aggiunto Szleifer. “Il ruolo della struttura della cromatina nell’espressione genica, tuttavia, è rimasto un mistero scientifico”.
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Per aiutare a risolvere questo mistero, Backman, Szleifer e i loro team hanno combinato le tecnologie di imaging su nanoscala con modelli di dinamica molecolare per analizzare le alterazioni su scala nanometrica nella struttura di impaccamento della cromatina.
Utilizzando i dati del The Cancer Genome Atlas, i ricercatori hanno analizzato le cellule di pazienti con tumori del colon-retto, della mammella e del polmone alla ricerca di marker di plasticità trascrizionale. I ricercatori hanno anche utilizzato la microscopia a onda parziale spettroscopica (PWS), precedentemente sviluppata nel laboratorio di Backman, per esaminare la cromatina nelle cellule viventi in tempo reale.
I ricercatori hanno scoperto una relazione inversa tra la sopravvivenza del paziente e la plasticità delle cellule tumorali. Backman afferma che l’ingegneria della cromatina apre le porte a una nuova classe di terapie antitumorali che potrebbero ricollegare i “sistemi operativi” delle cellule per renderle meno plastiche.
“Abbiamo scoperto che la plasticità trascrizionale e le alterazioni dell’imballaggio della cromatina sono un marcatore importante che è indicativo di come un malato di cancro può rispondere a terapie anticancro, come la chemioterapia”, ha affermato Ranya Virk, la prima autrice dell’articolo. “Questo studio può essere tradotto in un nuovo metodo di previsione degli esiti della terapia del cancro”.
Fonte, Science
