19 dicembre 2018
Aggiornato 17:00

Cancro, scienziati scoprono il meccanismo alla base del «caos cellulare»

Scienziati tedeschi scoprono il meccanismo che innesca il caos cellulare e, di conseguenza, il tumore

I meccanismi alla base del caos cellulare
I meccanismi alla base del caos cellulare (Jovan vitanovski | Shutterstock)

Come possono, delle cellule normali, arrivare a trasformarsi in pericolose cellule cancerose? È una domanda che gli scienziati si pongono da tempo. Risolvere il misterioso enigma, infatti, potrebbe portare alla prevenzione e alla cura di una delle malattie più temibili dei giorni nostri. E sembra proprio che alcuni studiosi di un centro tedesco per la ricerca sul cancro – il Deutsches Krebsforschungszentrum, DKFZ – siano finalmente sulla strada giusta. Hanno infatti trovato il meccanismo alla base del «caos cellulare». Ecco tutti i dettagli pubblicati su Nature Communication.

Eventi catastrofici
Dallo stato di equilibrio, a quello di caos, probabilmente passa ben poco tempo. Ed è qui che insorgono diverse malattie tra cui anche il cancro. Tutti sappiamo che per fare la sua comparsa, il cancro, deve assistere a più eventi catastrofici che si trovano nel nostro materiale genetico. Il nostro organismo, infatti, possiede un noto sistema di riparazione del DNA cellulare. In caso di errore dovrebbe correggere la cellula malata o eliminarla nel caso non ci siano più possibilità. Non sempre, però, questo meccanismo si mette in atto correttamente. Al contrario, il corpo pare promuovere la frammentazione e l’assemblaggio difettoso del materiale genetico. Ed è così che nascono cellule con un difetto di riparazione: le cellule tumorali.

Si può invertire il caos?
Grazie a questa nuova scoperta, probabilmente ci sarà il modo di invertire il caos cellulare per mezzo di nuovi farmaci. Per arrivare a tali conclusioni, bisogna partire da una precedente ricerca iniziata alcuni anni fa proprio dal centro di ricerca DKFZ. In tale periodo gli scienziati avevano rilevato un nuovo modello di danno del materiale genetico delle cellule tumorali. Si tratta di un tipo che si trova in un cancro cerebrale infantile particolarmente aggressivo. Qui hanno trovato un caos senza precedenti nel nucleo cellulare. In due parole, sezioni di singoli cromosomi erano state rotte in innumerevoli punti e poi ri-assemblate in maniera errata. Ne consegue che mancassero parti intere e altre venivano duplicate o incorporate con un orientamento errato. Si trattava di una vera e propria catastrofe cromosomica che differiva da tutti gli altri difetti genetici riscontrati nei tumori più comuni.

Disastro genetico
Gli scienziati hanno descritto la condizione un vero e proprio disastro genetico o chromothripsis. Per fortuna si rileva solo nel 30% dei tumori, ma per gli scienziati questa scoperta è stata rilevante perché ha permesso ai ricercatori - guidati da Aurelie Ernst - di dimostrare che il fallimento di riparazione genetica è alla base del caos cromosomico.

Da cosa parte il caos?
In realtà nessuno sa davvero da cosa parta il danno genetico. Le ipotesi, però, sono tante: raggi UV, sostanze chimiche, inquinamento ambientale eccetera. In teoria dosi basse di tali fattori non mettono a rischio un individuo perché il corpo sfodera centinaia di armi per riparare il DNA. Ma se il sistema non funziona correttamente insorge la malattia. Ecco il motivo per cui il team di Aurelie Ernst ha voluto eseguire un ulteriore studio su topi geneticamente modificati. Nei roditori hanno disattivato gli strumenti che riparano i doppi fili del DNA, in particolare quelli deputati alla correzione di alcune cellule neuronali.

Cosa è accaduto dopo?
Dopo aver disattivato i sistemi di riparazione, i topolini hanno sviluppato tumori cerebrali maligni che producevano cromotripsi (una catastrofe genetica) ad altissima frequenza. Tutto ciò era accompagnato da copie di un oncogene chiamato Myc – un motore di crescita cellulare. «Se la riparazione del DNA è difettosa e Myc stimola comunque la divisione di queste cellule danneggiate, il rischio di caos nel genoma è particolarmente alto», spiegano gli scienziati.

Un caos spaventoso
«Il caos cromosomico causato da difetti di riparazione è spaventoso a prima vista. Tuttavia, ci sono modi per combattere specificamente le cellule cancerose che presentano tali difetti: possiamo usare farmaci per spegnere un altro importante sistema di riparazione del DNA. Questo porta a tanto danno genetico che la cellula è in grado di sopravvivere in buona salute. Le cellule che già possiedono tutti i loro sistemi di riparazione, invece, non vengono coinvolte nella terapia». Tra i farmaci attualmente disponibili ci sono gli inibitori di PARP che bloccano un sistema di riparazione del DNA centrale. «Se l'analisi del genoma del tumore di un paziente rivela la presenza di cromotripsi, il trattamento con inibitori di PARP potrebbe essere una nuova opzione terapeutica in futuro. Certo, questo dovrà prima essere confermato nei test preclinici e clinici», concludono gli scienziati.

Fonti scientifiche
[1] Manasi Ratnaparkhe et al, Defective DNA damage repair leads to frequent catastrophic genomic events in murine and human tumors, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-06925-4
[2] Defective DNA damage repair leads to frequent catastrophic genomic events in murine and human tumors - Manasi Ratnaparkhe, John K. L. Wong, Pei-Chi Wei, Mario Hlevnjak, Thorsten Kolb, Milena Simovic, Daniel Haag, Yashna Paul, Frauke Devens, Paul Northcott, David T. W. Jones, Marcel Kool, Anna Jauch, Agata Pastorczak, Wojciech Mlynarski, Andrey Korshunov, Rajiv Kumar, Susanna M. Downing, Stefan M. Pfister, Marc Zapatka, Peter J. McKinnon, Frederick W. Alt, Peter Lichter & Aurélie Ernst