Tumore-Immagine: astratto grafico. Credito: Cell Systems (2022). DOI: 10.1016/j.cels.2022.11.003-
I ricercatori della Yale University hanno fatto una scoperta che cambia il pensiero convenzionale sul ruolo che l’ossigeno gioca nella crescita del tumore, un’area della ricerca sul cancro che è stata intensamente studiata negli ultimi anni.
I risultati, dal laboratorio di Andre Levchenko, Professore di ingegneria biomedica John C. Malone, sono stati pubblicati su Cell Systems. Altri gruppi che hanno collaborato a questo studio sono stati diretti da Chi V. Dang (Johns Hopkins University) e Kshitiz (University of Connecticut).
Quando i tumori iniziano a esaurire l’ossigeno, possono attivare il fattore inducibile dall’ipossia (HIF-1alfa), un fattore di trascrizione, che è una proteina che controlla l’attività dei geni. Come risultato dell’attivazione di HIF-1alfa, l’espressione di centinaia di geni può cambiare e alterare drasticamente il comportamento delle cellule tumorali.
Sebbene si ritenga che l’aumento di HIF-1alfa sia costante, il nuovo studio condotto da Levchenko ha scoperto che i livelli di questa molecola possono anche aumentare e diminuire ripetutamente in piccoli gruppi di cellule, in particolare nelle aree ad alta densità cellulare. Gli effetti di questa oscillazione sono profondi, poiché consente alle cellule tumorali affamate di ossigeno di riprendere la divisione e la crescita. Può anche promuovere geni pro-cancro e inibire i geni anti-cancro.
“In molti modi, lo studio ridefinisce la versione fondamentale del libro di testo di come accadono le cose”, ha detto Levchenko, che è anche Direttore dello Yale Systems Biology Institute presso il West Campus di Yale. “HIF-1alpha è, senza esagerare, una delle molecole chiave che i ricercatori guardano quando guardano il cancro”.
Kshitiz, assistente Professore di ingegneria biomedica, ha affermato che la ricerca svela questo fenomeno unico e risponde a diverse domande sul cancro aprendo nuove linee di indagine scientifica.
“Lo studio è frutto di una grande collaborazione tra molte istituzioni, una testimonianza di quanto profonde questioni scientifiche richiedano l’integrazione di molti tipi di competenze”, ha affermato il ricercatore.
HIF-1alpha agisce essenzialmente come una bandiera rossa quando l’ossigeno è basso. “È una specie di segnale di emergenza che dice alle cellule: ‘Ora dobbiamo comportarci in modo diverso perché l’ossigeno non c’è più‘”, ha detto Levchenko. Ha aggiunto che HIF-1alpha può anche incoraggiare la crescita delle cellule del sangue, che possono ripristinare indirettamente i livelli di ossigeno. qualcosa che funge sia da sensore che da regolatore della mancanza di ossigeno e che essenzialmente cambia quasi tutto ciò che fanno le cellule”.
Le cellule che mostrano un comportamento oscillatorio sono state rilevate utilizzando vari biosensori fluorescenti. È importante sottolineare che i ricercatori hanno scoperto che le oscillazioni in HIF-1alpha attivano determinati geni all’interno di una cellula. Questi geni specifici dell’oscillazione erano ricchi di oncogeni, che promuovono il cancro. Allo stesso tempo, i geni oncosoppressori sono diminuiti.
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“Questo altro comportamento cinetico o dinamico particolarmente importante che non ci rendevamo conto fosse lì, ha conseguenze davvero importanti”, ha detto Levchenko.
Il rilevamento di geni specifici dell’oscillazione nei tumori potrebbe essere un’indicazione di un cancro in crescita aggressiva che potrebbe portare a nuovi metodi di diagnosi precoce. Levchenko ha affermato che le aziende farmaceutiche hanno espresso interesse per il lavoro come base per nuovi test diagnostici.
Fonte:Cell Systems
