Un gruppo di ricerca austriaco e italiano ha scoperto un meccanismo finora sconosciuto che innesca la morte delle cellule tumorali in due modi distinti
A cura di Antonio Arigliani
La divisione cellulare, nota anche come mitosi, rappresenta una fase cruciale nel ciclo di vita di una cellula. Normalmente, se questa non si svolge correttamente, la cellula attiva un meccanismo per bloccare la crescita o persino per autodistruggersi. Un team di ricerca italo-austriaco ha identificato un nuovo meccanismo che induce la morte delle cellule tumorali in due modalità diverse. Questo meccanismo potrebbe rivelarsi utile, se non rivoluzionario, nella lotta contro i tumori del sangue, poiché molte delle terapie attuali e sperimentali prendono di mira l’ultima fase della divisione delle cellule tumorali. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances.
Per sostenere la vita in un organismo complesso come l’essere umano, è essenziale produrre continuamente un’enorme quantità di nuove cellule in vari tessuti che necessitano di rinnovamento costante, come il sangue. Questi processi invisibili e incessanti si ripetono migliaia di volte ogni giorno, assicurando la continua rigenerazione cellulare. Quando osservata da vicino, ogni divisione cellulare appare come un piccolo miracolo: nel giro di poche ore, molte cellule del corpo umano (come avviene anche nelle piante e negli animali) replicano il loro intero genoma, composto da miliardi di nucleotidi, le “lettere” del codice genetico. Anche la maggior parte delle altre strutture cellulari si duplica, consentendo la formazione di due cellule figlie complete al termine del processo. Poco prima della divisione, due complessi proteici noti come centrosomi si posizionano ai poli opposti della cellula madre, pronti a guidare la separazione delle strutture cellulari duplicati.
I centrosomi generano lunghi filamenti proteici che formano il fuso mitotico, una struttura alla quale si aggancia il materiale genetico duplicato, allungandosi verso le due estremità della cellula. Questo consente a una copia di ciascun cromosoma di migrare verso uno dei due centrosomi, garantendo una distribuzione uniforme del materiale genetico tra le due cellule figlie in formazione. Tuttavia, quando questo processo fallisce, possono verificarsi gravi conseguenze: le cellule possono restare unite come gemelli siamesi, contenendo un doppio set di cromosomi e centrosomi rispetto alla norma. Questo le rende non solo disfunzionali, ma anche maggiormente predisposte alla trasformazione in cellule tumorali. È infatti frequente che le cellule tumorali presentino cromosomi e centrosomi in eccesso. In genere, molte di queste cellule anomale interrompono il proprio ciclo o attivano processi di autodistruzione tramite meccanismi ancora poco compresi.
La scoperta del nuovo studio
Colpire le centrali energetiche della cellula. Questa la scoperta, potenzialmente rivoluzionaria, realizzata da un gruppo di ricerca guidato da Andreas Villunger (ricercatore principale aggiunto al CeMM di Vienna e professore all’Università di Medicina di Innsbruck) e Luca Fava (professore associato del Dipartimento di Biologia cellulare, computazionale e integrata – Dip. Cibio dell’Università di Trento). Il team di esperti ha chiarito come la morte cellulare programmata, o apoptosi, può essere innescata a seguito di una divisione cellulare difettosa.
Nell’articolo pubblicato su Science Advances, il gruppo di ricerca ha rilevato che la presenza di centrosomi in sovrannumero in una cellula, segno distintivo di una divisione cellulare che è stata interrotta, attiva un complesso di diverse proteine chiamato PIDDosoma. Il PIDDosoma, a sua volta, attiva l’enzima caspasi-2, che innesca due meccanismi in grado di portare alla morte della cellula. Nel primo, la proteina BID distrugge i mitocondri, le centrali energetiche della cellula, causando la morte di quest’ultima. Nel secondo, il noto soppressore tumorale p53 avvia ulteriori vie di segnalazione che provocano anch’esse la morte cellulare. Questo “doppio colpo” garantisce che le cellule con più centrosomi vengano eliminate, anche in condizioni in cui una delle due proteine, BID o p53, sia assente o inibita.
Le scoperte del gruppo di ricerca non solo hanno contribuito a chiarire questi fondamentali meccanismi molecolari, ma hanno anche aperto prospettive per il trattamento dei tumori del sangue. Le cellule tumorali, infatti, tendono a dividersi rapidamente e in modo incontrollato, accumulando spesso un numero eccessivo di centrosomi. Molte terapie antitumorali cercano di interferire proprio con questo processo di divisione. Rafforzare l’effetto distruttivo del complesso molecolare chiamato PIDDosoma potrebbe quindi aumentare l’efficacia delle terapie, migliorando il loro impatto sulle cellule tumorali.
Le parole dei protagonisti
“L’analisi dell’attività di BID e caspasi-2 nelle cellule tumorali potrebbe potenzialmente permettere di individuare i pazienti che hanno maggiore probabilità di rispondere a farmaci che interferiscono con la divisione cellulare” – spiega Andreas Villunger, evidenziando le potenziali applicazioni cliniche della ricerca.
“Tradurre la ricerca di laboratorio in pratica clinica è un processo lungo e complesso. Tuttavia, conoscere più approfonditamente i meccanismi di funzionamento di farmaci già approvati è essenziale per rendere le terapie più efficaci e tollerabili” – aggiunge Luca Fava, che ritiene che la ricerca potrebbe contribuire a promuovere l’uso di nuove combinazioni di farmaci esistenti.
Clicca qui per leggere l’estratto originale della ricerca.
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