Immagine: cellule tumorali coltivate in laboratorio. Credit: Università di Donnelly Centre di Toronto
Gli scienziati hanno mappato i geni che mantengono in vita le nostre cellule, la creazione di un tanto atteso punto d’appoggio per capire come funziona il nostro genoma e quali geni sono cruciali nella malattia come il cancro.
Un team di ricercatori di Toronto, guidati dal professor Jason Moffat presso l’Università di Donnelly Centre di Toronto, con il contributo di Stephane Angers della Facoltà di Farmacia, hanno analizzato, uno dopo l’altro, quasi 18.000 geni – il 90 per cento di tutto il genoma umano – per trovare i geni che sono essenziali per la sopravvivenza delle cellule.
I dati, pubblicati in Cell il 25 novembre 2015, hanno rivelato un set “core” di più di 1.500 geni essenziali. Ciò pone le basi per raggiungere l’obiettivo di vecchia data nella ricerca biomedica, di individuare un ruolo per ogni singolo gene nel genoma.
Dall’analisi di geni in cinque diverse linee di cellule di cancro, compreso il cancro del cervello, retina, delle ovaie e due tipi di cellule di carcinoma colorettale, il team ha scoperto che ogni tumore si basa su un unico set di geni che possono essere bersaglio di farmaci specifici. La scoperta solleva la speranza di ideare nuove terapie in grado di sfruttare solo le cellule tumorali, lasciando il tessuto sano circostante illeso.
” Arrivare al di fuori del nucleo dei geni essenziali, diventa interessante in termini di come mirare determinati geni in diversi tipi di cancro e in altre malattie”, spiega Moffat, che è anche Professore presso il Dipartimento di Genetica Molecolare e Senior Fellow presso il Canadian Institute for Advanced Research (CIFAR).
Il sequenziamento del genoma umano 12 anni fa, ha permesso agli scienziati di compilare un elenco di 20.000 geni che costituiscono le nostre cellule e organi. Nonostante questo importante risultato, non abbiamo ancora ben compreso la funzione di ogni gene o come alcuni geni intervengono nello sviluppo di diverse malattie. A tal fine, gli scienziati hanno capito che avrebbero dovuto analizzare i geni off uno ad uno, attraverso l’intero genoma per determinare quali processi vanno male nelle cellule. Ma gli strumenti a disposizione erano o imprecisi o troppo lenti.
Il recente arrivo della tecnologia di “genome editing”, ossia di correzione/modifica delle basi del DNA, chiamata CRISPR/Cas9 ha finalmente permesso di trasformare i geni, rapidamente e con estrema precisione, dando il via ad una gara mondiale tra più gruppi di ricerca concorrenti.
Lo studio di Toronto ha rilevato che circa il 10 per cento dei nostri geni sono essenziali per la sopravvivenza delle cellule.
Questi risultati dimostrano che la maggior parte dei geni umani svolgono un ruolo più sottili nella cellula, perché il loro spegnimento non uccide la cellula. Ma se due o più di tali geni mutano nello stesso momento o se le cellule sono sottoposte a stress ambientali, la loro perdita comincia a causare problemi.
Poiché diversi tipi di cancro hanno differenti mutazioni, tendono a fare affidamento su diversi set di geni per sopravvivere. La squadra di Moffatt ha identificato insiemi distinti di geni per ciascuno dei tumori esaminati – Ogni set è suscettibile a diversi farmaci.
“Ora possiamo interrogare il nostro genoma con una risoluzione senza precedenti nelle cellule umane che coltiviamo in laboratorio e con incredibile velocità e precisione. In breve tempo, questo porterà ad una mappa funzionale del cancro che collegherà bersagli farmacologici alle variazione di sequenza di DNA”, spiega Moffat.
La sua squadra ha già dimostrato come questo può funzionare. Nello studio, la metformina, un farmaco ampiamente prescritto per il diabete, ha ucciso con successo le cellule tumorali del cervello e quelle di una forma di cancro del colon-retto, ma era inutile contro gli altri tipi di cancro osservati. Tuttavia, il cloramfenicolo antibiotico e linezolid si sono dimostrati efficaci contro un’altra forma di cancro del colon-retto, e non contro il cancro del cervello o altri tumori studiati. Questo studio illustra il potenziale clinico dei dati per il trattamento mirato di diversi tipi di cancro e mostra il valore della medicina personalizzata.
“Il gruppo di Moffat ha sviluppato una potente strumento CRISPR che potrebbe essere utilizzato dai ricercatori di tutto il mondo per individuare nuove strategie di trattamento per il cancro”, spiega Aaron Schimmer, un Professore del Dipartimento di Biofisica e Oncologo al Princess Margaret Cancer Centre, che non è stato coinvolto nello studio. “Sarei interessato a utilizzare questo strumento per identificare nuovi approcci terapeutici per la leucemia mieloide acuta, un tumore del sangue con un alto tasso di mortalità”.
Fonte: http://tdccbr.med.utoronto.ca/news/new-gene-map-reveals-cancer%E2%80%99s-achilles-heel
