(Cancro-immagine Credit Public Domain).
I ricercatori dell’Università di Princeton hanno scoperto un nuovo organello, ancora senza nome, che svolge un ruolo nelle metastasi ossee e si forma tramite la separazione della fase liquido-liquido, quando le macchie liquide di materiali viventi si fondono l’una nell’altra.
“Crediamo che questa sia la prima volta che la separazione di fase è stata implicata nelle metastasi del cancro”, ha detto Yibin Kang, Professore di biologia molecolare della Warner-Lambert / Parke-Davis e autore senior di un nuovo articolo che è si è guadagnato la copertina dell’attuale numero di Nature Cell Biology.
Non solo il lavoro lega le separazioni di fase alla ricerca sul cancro, ma si è scoperto che i blob che si fondono creano più della somma delle loro parti, autoassemblandosi in un organello precedentemente sconosciuto (essenzialmente un organo della cellula).
“La scoperta di un nuovo organello è rivoluzionaria“, ha detto Kang che l’ha paragonata alla ricerca di un nuovo pianeta all’interno del nostro sistema solare. “Alcuni organelli li conosciamo da 100 anni o più e poi all’improvviso ne abbiamo trovato uno nuovo!”.
Vedi anche:Cancro: quando si manifesta per la prima volta?
“Questa scoperta cambierà alcune percezioni fondamentali di ciò che una cellula è e fa”, ha detto Mark Esposito, un dottorato di ricerca del 2017 ex alunno e attuale postdoc nel laboratorio di Kang che è il primo autore del nuovo articolo. “Tutti vanno a scuola e imparano che ‘i mitocondri sono la centrale elettrica della cellula’ e poche altre cose su alcuni organelli, ma ora, la nostra definizione classica di cosa c’è dentro una cellula, di come una cellula si organizza e controlla il suo comportamento sta iniziando a cambiare “, ha detto il ricercatore. “La nostra ricerca segna un passo avanti molto concreto in questo”.
Il lavoro è nato dalla collaborazione tra ricercatori nei laboratori di tre Professori dell’Unioversità di Princeton: Kang; Ileana Cristea, Prof.ssa di biologia molecolare e massimo esperto di spettroscopia di massa dei tessuti viventi e Cliff Brangwynne, Prof. di ingegneria chimica e biologica di June K. Wu ’92 e Direttore della Princeton Bioengineering Initiative che ha aperto la strada allo studio della separazione di fase nei processi biologici.
“Ileana è un biochimico, Cliff è un biofisico e ingegnere e io sono un biologo che studia il cancro – un biologo cellulare”, ha detto Kang. “Princeton è semplicemente un posto meraviglioso in cui le persone possono entrare in contatto e collaborare”.
L’ultima scoperta dell’organello ancora senza nome, aggiunge una nuova comprensione al ruolo della via di segnale Wnt, un sistema la cui scoperta ha portato al Premio Nobel 1995 per Eric Wieschaus, Professore Squibb di Princeton in Biologia Molecolare e Professore nel Lewis -Sigler Institute for Integrative Genomics. Il percorso Wnt è vitale per lo sviluppo embrionale in innumerevoli organismi, dai minuscoli insetti invertebrati agli esseri umani. Wieschaus ha scoperto che il cancro può cooptare questo percorso, essenzialmente corrompendo la sua capacità di crescere tanto rapidamente quanto gli embrioni devono, per far crescere i tumori.
Successive ricerche hanno rivelato che la via di segnale Wnt svolge molteplici ruoli nella crescita ossea sana e nella metastasi del cancro alle ossa. Kang e i suoi colleghi stavano studiando la complessa interazione tra Wnt, una molecola di segnale chiamata TGF-b e un gene relativamente sconosciuto chiamato DACT1, quando hanno scoperto questo nuovo organello.
Attraverso una serie di esperimenti dettagliati e complessi, i ricercatori hanno ricostruito la storia: i tumori ossei inizialmente inducono l’attivazione della via di segnale Wnt per diffondersi attraverso l’osso. Quindi, TGF-b, che è abbondante nelle ossa, ispira la soppressione della via di segnale Wnt. I tumori quindi stimolano la crescita degli osteoclasti, che rimuovono il tessuto osseo vecchio. (Le ossa sane vengono costantemente reintegrate in un processo in due parti: gli osteoclasti rimuovono uno strato di osso, quindi gli osteoblasti ricostruiscono l’osso con nuovo materiale.) Ciò aumenta ulteriormente la concentrazione di TGF-b, provocando ancora più accumulo di DACT1 e successiva soppressione di Wnt che ha dimostrato di essere importante in ulteriori metastasi.
Scoprendo i ruoli di DACT1 e di questo organello, Kang e il suo team hanno trovato nuovi possibili bersagli per i farmaci contro il cancro. “Ad esempio, se abbiamo un modo per interrompere il complesso DACT1, forse il tumore si diffonderà, ma non sarà mai in grado di ‘crescere’ fino a diventare metastasi potenzialmente letali. Questa è la speranza”, ha detto Kang.
Kang ed Esposito hanno recentemente co-fondato KayoThera per perseguire lo sviluppo di farmaci per pazienti con tumori in stadio avanzato o metastatici, sulla base del loro lavoro nel laboratorio di Kang. “Il tipo di studio fondamentale che Mark sta conducendo presenta scoperte scientifiche rivoluzionarie e può anche portare a scoperte mediche”, ha detto Kang.
I ricercatori hanno scoperto che DACT1 svolge anche molti altri ruoli che il loro team sta solo iniziando a esplorare. La collaborazione sulla spettrometria di massa con il team di Cristea ha rivelato più di 600 diverse proteine nel misterioso organello. La spettrometria di massa consente agli scienziati di scoprire i componenti esatti di quasi tutte le sostanze fotografate su un vetrino da microscopio.
“Questo ponte tra le separazioni di fase e la ricerca sul cancro è ancora agli inizi, ma mostra già un grande potenziale”, ha detto Brangwynne, coautore dell’articolo.
“Il ruolo che i condensati biomolecolari svolgono nel cancro – sia sulla sua genesi, ma in particolare sulla sua diffusione attraverso le metastasi – è ancora poco compreso”, ha detto. “Questo studio fornisce nuove informazioni sull’interazione tra le vie di segnale del cancro e la biofisica del condensato e aprirà nuove strade terapeutiche”.
Fonte:Nature
