Immagine: questa è una previsione computazionale della proliferazione di cellule sane e cancerogene a diverso pH intracellulare. Le cellule tumorali proliferano bene a pH basico, ma a pH acido diventano vulnerabili. Credito: Miquel Duran-Frigola, IRB Barcelona.
Le cellule tumorali sono note per acidificare il loro ambiente e, di conseguenza, l’interno delle cellule stesse è alcalinizzato. In linea di principio, questa deregolamentazione dovrebbe ostacolare lo sviluppo e la proliferazione di queste cellule. Tuttavia, nel cancro accade esattamente il contrario. Uno studio computazionale del co-autore chimico computazionale Miquel Duran-Frigola, dell’Istituto per la ricerca in biomedicina (IRB Barcelona), ha dimostrato che le cellule tumorali proliferano meno e in modo meno robusto quando il loro pH interno si abbassa, vale a dire diventa più acido. Questa scoperta rivela quindi opportunità di nuovi approcci terapeutici per affrontare la malattia.
( Vedi anche:Cancro e nanomedicina: targeting delle cellule tumorali con zuccheri).
Utilizzando centinaia di migliaia di dati provenienti da precedenti analisi biochimiche e un database sull’espressione genica delle cellule tumorali, i ricercatori hanno sviluppato un modello computazionale che analizza come le variazioni del pH influenzano l’attività di quasi 2000 enzimi metabolici. “Siamo un laboratorio di calcolo e ci dedichiamo alla biologia dei sistemi: volevamo affrontare la questione su larga scala”, afferma Miquel Duran-Frigola, ricercatore associato presso il laboratorio di bioinformatica strutturale e biologia di rete, diretto dal ricercatore ICREA Patrick Aloy. “Comprendere il legame tra le vie metaboliche che funzionano meglio sotto diversi pH può darci un’idea dei meccanismi utilizzati dal cancro per sopravvivere al pH di base”, spiega Duran-Frigola.
Acidificazione come obiettivo
I ricercatori hanno confermato l’ipotesi che hanno inizialmente formulato. Secondo questa ipotesi, se le cellule tumorali proliferano facilmente in un ambiente alcalino, allora saranno più vulnerabili in condizioni acide. Questo apre la strada a considerare l’acidificazione delle cellule tumorali stesse, combinata con terapie più convenzionali, come una buona strategia terapeutica.
Nuovi obiettivi terapeutici
Inoltre, i ricercatori hanno identificato gli enzimi metabolici che agiscono sinergicamente con l’acidità intracellulare nello sviluppo del cancro, rivelando così queste molecole come possibili bersagli terapeutici. In effetti, cinque di questi potenziali obiettivi sono già stati testati in laboratorio utilizzando linee cellulari di carcinoma mammario e hanno dato risultati promettenti.
“Questo lavoro è ancora molto accademico, ma riteniamo che alcuni degli obiettivi identificati siano pronti per essere testati sugli animali, consentendoci così di passare a fasi di sperimentazione pre-clinica più avanzate”, afferma Miquel Duran-Frigola. Lo studio, che è stato eseguito in collaborazione con il Moffitt Cancer Center e l’Università del Maryland, entrambi negli Stati Uniti, è stato pubblicato su Nature Communications.
Fonte: IRBBarcellona
