Lo studio – che è stato recentemente pubblicato nella rivista Nature Biomedical Engineering – mostra come alterare la struttura della cromatina nelle cellule tumorali potrebbe facilitare la loro distruzione.
( Vedi anche:Nuova strategia per impedire al cancro di consumare glucosio).
Nel nucleo della cellula il DNA è avvolto intorno a proteine chiamate istoni che insieme formano la cromatina.
Il compito della cromatina è di confezionare il codice genetico nel nucleo della cellula. La cromatina può anche regolare quali geni sono accesi o spenti. Nelle cellule tumorali, tuttavia, la cromatina aiuta le cellule ad evolversi e adattarsi alle terapie del cancro, consentendo loro così di sopravvivere.
“Se pensi alla genetica come hardware“, spiega il co-autore dello studio Vadim Backman, della Scuola di Ingegneria McCormick presso la Northwestern University di Evanston, “allora la cromatina è il software”.
“Le malattie complesse come il cancro”, aggiunge, “non dipendono dal comportamento di singoli geni, ma dalla complessa interazione tra decine di migliaia di geni“.
Così, Backman ed i suoi colleghi si sono concentrati sulla cromatina come la chiave per combattere la resistenza del cancro e hanno sviluppato una tecnica di imaging che li ha aiutati a saperne di più su questo complesso insieme di macromolecole.
Prevedere la morte delle cellule tumorali con la cromatina
La nuova tecnica è chiamata microscopia Parziale Wave Spectroscopic (PWS) e permette di monitorare in tempo reale la cromatina nelle cellule viventi.
Inoltre, i ricercatori spiegano che PWS consente di valutare la cromatina su una scala di lunghezza di 20-200 nanometri, che secondo loro è il punto preciso in cui la formazione del cancro influenza la cromatina.
I ricercatori hanno usato PWS per monitorare la cromatina nelle cellule tumorali in coltura e hanno trovato che la cromatina ha una specifica “densità di imballaggio” associata all’espressione genica che aiuta le cellule tumorali a eludere i trattamenti.
L’ analisi ha rivelato che una densità di confezionamento della cromatina più eterogenea e disordinata era correlata alla maggiore sopravvivenza delle cellule tumorali in risposta alla chemioterapia. Una densità di confezionamento più ordinata tuttavia, era legata a una maggiore morte di cellule tumorali in risposta alla chemioterapia.
“Solo osservando la struttura della cromatica, possiamo prevedere se il tumore sopravviverà o no”, dice Backman. “Le cellule con strutture normali di cromatina muoiono perché non riescono a rispondere, non riescono a esplorare il loro genoma in cerca di resistenza e non possono sviluppare resistenza”.
Target cromatina per uccidere il cancro
Sulla base della loro scoperta, i ricercatori hanno ipotizzato che l’alterazione della struttura della cromatina per renderla più ordinata, potrebbe essere un modo per aumentare la vulnerabilità delle cellule tumorali al trattamento.
Grazie a ulteriori indagini, il team ha scoperto che si potrebbe modificare la struttura della cromatina alterando gli elettroliti nel nucleo delle cellule tumorali.
Il team ha provato questa strategia utilizzando due farmaci già approvati dalla FDA: Celecoxib e Digoxin.
Celecoxib è attualmente utilizzato per alleviare il dolore, mentre Digoxin è usato per trattare la fibrillazione atriale e l’ insufficienza cardiaca. Entrambi i farmaci sono comunque in grado di modificare la densità di imballaggio della cromatina.
I ricercatori hanno combinato questi farmaci – che si riferiscono a terapie di protezione della cromatina (CPTs) – con la chemioterapia e li hanno testati sulle cellule tumorali in laboratorio. Secondo Backman, hanno assistito a “qualcosa di notevole”:
“In 2 o 3 giorni, quasi ogni singola cellula tumorale è morta. I composti CPT non uccidono le cellule, ristrutturano la cromatina, bloccando la capacità delle cellule di evolversi e di adattarsi. E’ proprio questo, il loro tallone di Achille”, aggiunge Vadim Backman
Anche se i ricercatori sono eccitati dalle loro scoperte, avvertono che sono necessari studi sugli animali prima e sull’uomo poi, per poter trarre conclusioni.
“C’è una grande differenza tra le colture delle cellule e gli esseri umani”, dice Backman. “Non sai mai come l’ambiente all’interno del corpo umano influenzerà il comportamento del cancro o se ci saranno effetti collaterali imprevisti”.
Detto questo, i ricercatori hanno replicato i loro risultati in sette diversi tipi di cancro finora, con risultati “molto promettenti”.
Fonte: Medicanews
