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Metastasi: l’energia cellulare è la chiave per sconfiggerle

Gli scienziati hanno identificato un nuovo meccanismo enzimatico che induce le cellule tumorali che stanno per migrare a distruggere se stesse degradando i loro mitocondri. Sperano che questa scoperta porti a nuovi trattamenti che possano impedire la diffusione dei tumori. Il cancro metastatico è difficile da prevenire: la metastasi è la ragione principale per cui il cancro è una patologia così grave. Una volta iniziata la metastasi, la malattia è molto più difficile da controllare e pochi tumori possono essere curati una volta che sviluppano metastasi. Ad esempio, anche se solo il 5% circa dei tumori al seno nelle donne sono metastatici alla prima diagnosi, la stragrande maggioranza dei decessi è dovuta a metastasi. Per liberarsi con successo, le cellule tumorali devono sconfiggere vari meccanismi che normalmente innescano la morte cellulare quando le cellule si staccano dalla matrice extracellulare. Man mano che i tumori si sviluppano, le loro cellule possono diventare resistenti a questi meccanismi. Ricerche precedenti hanno suggerito che un tale meccanismo potesse funzionare aumentando lo stress ossidativo sulla cellula, ma i dettagli sono rimasti mal definiti.

In un nuovo studio appena pubblicato sulla rivista Nature Cell Biology, i ricercatori dell’Università di Notre Dame nell’Indiana spiegano come le cellule tumorali debbano prima staccarsi dalla matrice extracellulare – l’impalcatura proteica che normalmente tiene le cellule in posizione – prima che possano iniziare a migrare. Il nuovo studio ha studiato un enzima cellulare chiamato protein chinasi 1 recettore-interagente (RIPK1), che era già noto per svolgere un ruolo in un tipo di morte cellulare chiamata necrosi. Mentre stavano indagando su RIPK1, gli scienziati furono sorpresi di scoprire che l’enzima sembrava avere un effetto sui mitocondri, suggerendo un ruolo in un tipo completamente diverso di morte cellulare. L’autore dello studio senior Zachary Schafer e i suoi colleghi hanno rivelato che l’attivazione di RIPK1 mentre la cellula si stacca dalla matrice extracellulare, innesca un processo chiamato mitofagìa che degrada i mitocondri, le centrali che alimentano l’energia della cellula. La mitofagia innesca ulteriori reazioni nella cellula distaccata che aumentano i livelli di radicali liberi dell’ossigeno (ROS), che causano lo stress ossidativo che porta alla morte cellulare.

Come conseguenza della mitofagia, le cellule distaccate dalla matrice inter-cellulare subiscono una diminuzione della produzione di NADPH nei mitocondri e la successiva elevazione nei livelli di ROS porta a morte per necrosi. Ulteriori test hanno rivelato che il blocco della via RIPK1 ha promosso la formazione del tumore in un modello in vivo. Sono già disponibili alcuni inibitori RIPK1, precedentemente sviluppati per studiare come la necrosi e l’apoptosi coordinano il metabolismo cellulare e l’espressione genica per la morte cellulare. Non hanno un uso clinico corrente e sono stati finora confinati come puri strumenti di ricerca. Tuttavia, vi è la necessità di trovare farmaci che invece attivino RIPK1, al fine di obbligare la segnalazione cellulare ad attaccare i mitocondri. Gli autori concludono che i loro risultati suggeriscono che prendere di mira la proteina RIPK1 e la stimolazione della mitofagìa, potrebbero essere un modo efficace per fermare la diffusione dei tumori, eliminando le cellule tumorali che diventerebbero metastasi.

  • a cura del Dr. GIanfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Bibliografia dedicata

Hawk MA et al., Schafer ZT. Nat Cell Biol. 2018; 20(3):272.

Annibaldi A et al. Mol Cell. 2018 Feb 15; 69(4):566-580.

O’Donnell JA et al. J Immunol. 2018 Jan 15;200(2):737-748.

Khorsandi L et al. Bratisl Lek Listy. 2017;118(2):123-128.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
Dott. Gianfrancesco Cormaci
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998, specialista in Biochimica Clinica dal 2002, ha conseguito dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins Univerisity. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. In libera professione, si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

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