(Tumori aggressivi-Immagine Blood test in a laboratory. Image credit: Pixnio, CC0 Public Domain).
I ricercatori dell’Università dell’Alberta hanno scoperto due modi precedentemente sconosciuti in cui il metabolismo innesca la crescita delle cellule tumorali, scoprendo potenziali nuovi percorsi per la diagnosi e il trattamento.
Entrambi i documenti sono stati prodotti dal laboratorio condiviso da Evangelos Michelakis, Professore associato e cattedra di ricerca presso la Facoltà di Medicina e Odontoiatria e Canada Research Chair in Applied Molecular and Mitocondrial Medicine e da Gopinath Sutendra, Professore associato di medicina, Alberta Innovates Health Solutions Translational Cattedra di cardio-oncologia e membro del Cancer Research Institute of Northern Alberta.
Il cancro è stato a lungo considerato una malattia genetica, ma ora è noto che anche l’ambiente e il metabolismo sono fattori di rischio. La ricerca di Michelakis si concentra su come sono coinvolti i mitocondri nello sviluppo del cancro. I mitocondri sono centri di controllo all’interno delle cellule che trasformano i nutrienti e l’ossigeno in energia. Sentono se c’è abbastanza scorta e decidono se la cellula vivrà o morirà.
“I mitocondri elaborano il cibo e l’ossigeno che assumiamo e producono energia e altre molecole e possono prendere decisioni”, spiega Michelakis. “Quando l’equilibrio è favorevole, dicono: “OK, cellula, cresci, cresci, cresci. Se sei un cancro, provaci, diventa grande; se sei una cella malata, riparati e se non c’è abbastanza carburante, muori e basta”.
“Questo “circuito di sopravvivenza” è stato sviluppato nei primi batteri esistiti sulla Terra per monitorare l’ambiente chimico e climatico spesso duro. Capire come e perché funziona è la chiave per capire perché alcune cellule tumorali diventano aggressive e resistono al trattamento”, afferma Michelakis.
Quando i mitocondri non funzionano correttamente nelle cellule tumorali, possono promuovere la proliferazione cellulare, interferire con la morte cellulare naturale, aumentare l’afflusso di sangue e facilitare la diffusione dei tumori in nuovi siti nel corpo.
Un mistero risolto, un paradigma cambiato
Per il primo articolo, pubblicato sulla rivista di alto profilo Molecular Cell, il team ha utilizzato immagini ad altissima risoluzione e altre tecniche molecolari per rivelare come un enzima mitocondriale (chiamato complesso piruvato deidrogenasi o PDC) attraversa il nucleo di una cellula cancerosa sfruttando le lamine danneggiate, proteine che rivestono il nucleo, che ospita il nostro DNA.
La presenza di questo enzima nel nucleo potenzia un processo chiamato acetilazione dell’istone, essenziale per la riprogrammazione genetica necessaria per trasformare una normale cellula cancerosa in una cellula cancerosa metastatica aggressiva.
Michelakis e il suo team sono stati i primi a identificare gli enzimi mitocondriali nei nuclei cellulari nel 2014. In precedenza si credeva che la molecola dell’enzima fosse troppo grande per passare attraverso la superficie nucleare. “Il nostro articolo risolve essenzialmente questo mistero mostrando un altro meccanismo“, spiega Michelakis.
Un editoriale nello stesso numero della rivista ha definito la scoperta un “cambiamento di paradigma” nella nostra comprensione di come i mitocondri controllano i cambiamenti genetici all’interno del nucleo delle cellule malate.
“Questo percorso offre un diverso livello di comprensione di come il cancro utilizza il metabolismo a proprio vantaggio”, afferma Michelakis. “Le cellule tumorali devono riprogrammarsi costantemente per diventare resistenti a condizioni difficili come la chemioterapia. Questo percorso mostra un modo importante che potrebbe consentire alle cellule tumorali di farlo”.
Vedi anche:I trattamenti epigenetici potrebbero innescare lo sviluppo di tumori aggressivi
Una chiave per le metastasi
Il secondo articolo, pubblicato su Cell Reports, identifica una proteina metabolica indotta da stress precedentemente ritenuta attiva solo nei neuroni (cellule del sistema nervoso) che agisce da freno alle metastasi. Quando la proteina viene soppressa o è mancante nei polmoni, nella prostata o in altre cellule cancerose, ad esempio, i ricercatori hanno scoperto che quelle cellule avevano maggiori probabilità di riprogrammarsi, trasformarsi, metastatizzare e diffondersi.
Questa proteina, chiamata Collapsin Response Mediator Protein 2A o CRMP2A, può ora essere utilizzata come biomarcatore per prevedere quali tumori diventeranno più aggressivi, guidando i medici sull’opportunità di trattare i pazienti con chemioterapia, ad esempio, o semplicemente “guardare e aspettare”.
Poiché l’effetto della proteina è reversibile, fornisce anche un nuovo obiettivo per potenziali trattamenti contro il cancro.
“Questa ricerca getta nuova luce su ciò che trasforma le cellule tumorali in questo tipo di cellula più aggressivo che metastatizza”, afferma Michelakis.
Michelakis, Sutendra e i loro team hanno già iniziato a cercare modi per manipolare il gene per CRMP2A dalle cellule tumorali.
“La ricerca apre una finestra molto inaspettata nello sviluppo di strumenti a cui le persone non stavano pensando prima”, afferma. “E sviluppa un concetto assolutamente nuovo”.
Fonte: Università dell’Alberta
