Metastasi: scoperto come di diffondono grazie agli exosomi

Le cellule tumorali hanno un tipo di vescicole chiamate exosomi. Questi sono ricchi di proteine e altre molecole che rendono le condizioni dei tessuti più favorevoli alla progressione del tumore in molti modi. Le molecole possono, ad esempio, rimodellare l’ambiente delle cellule tumorali e possono inserire geni cancerogeni in altre cellule e segnalare al sistema immunitario di non attaccare. Questi cambiamenti rendono più facile la crescita dei tumori e il cancro può invadere il tessuto vicino e diffondersi in altre parti del corpo. L’invasione e la diffusione del cancro è un processo complesso chiamato metastasi ed è la ragione principale per cui si tratta di una malattia così grave. Ora, i ricercatori dell’Università del Wisconsin-Madison hanno scoperto una proteina che controlla il rilascio di exosomi dalle cellule tumorali per promuovere la progressione e la metastasi del tumore. Riferiscono le loro scoperte pubblicate sulla rivista Journal of Cell Biology. La proteina è nota come Munc13-4 e si trova spesso in abbondanza nei tumori del polmone, della mammella e del pancreas.

Guidato dall’autore senior dello studio Thomas Martin – un professore di Biochimica presso l’Università del Wisconsin-Madison – il team ha osservato che le cellule tumorali pancreatiche e polmonari sono diventate più aggressive, hanno aumentato i loro livelli di Munc13-4 e secernono più exosomi. Munc13-4 viene attivato legandosi al calcio, i cui livelli sono noti per essere spesso intensificati nelle cellule tumorali. I ricercatori hanno scoperto che il calcio scatena la secrezione dell’exosoma in cellule aggressive di cancro al seno. Ma quando hanno rimosso il Munc13-4 nelle cellule del cancro al seno, il calcio non ha più causato alle cellule di secernere exosomi. Questo è stato anche il caso in cui hanno sostituito Munc13-4 con una forma mutante che non può legarsi al calcio. Gli scienziati hanno scoperto per la prima volta gli exosomi circa 50 anni fa. Ma per decenni, hanno pensato che tutto ciò che hanno fatto è stato sbarazzarsi dei rifiuti cellulari. Ma, negli ultimi 10 anni circa, l’interesse per gli exosomi è esploso, come dimostra un enorme aumento degli studi pubblicati.

Tuttavia, nonostante il rinnovato interesse e un corpo di conoscenze molto più ampio, non sappiamo ancora molto delle basi della biologia exosomiale. Una cosa che sappiamo è che gli exosomi si formano all’interno della cellula in strutture chiamate corpi multivesticolari. Questi rilasciano gli exosomi fondendosi con la membrana plasmatica, la parete cellulare. Il Prof. Martin e colleghi hanno scoperto che il meccanismo che innesca questo processo nelle cellule tumorali coinvolge Munc13-4 che lavora con un’altra proteina chiamata Rab11. Hanno anche dimostrato che l’esaurimento del Munc13-4 nelle cellule del cancro al seno riduce il rilascio di exosomi contenenti un enzima che rende l’ambiente tissutale più favorevole alla dispersione e diffusione delle cellule cancerogene. L’enzima è chiamato MT1-MMP e scompone la cosiddetta matrice extracellulare: ciò è noto per rendere più facile per il cancro metastatizzare e formare tumori secondari.

Gli scienziati ritengono che l’aumentata espressione di Munc13-4 determini cellule tumorali altamente aggressive; e che pertanto Munc13-4 sia un potenziale bersaglio per lo sviluppo di farmaci.

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

Pubblicazioni scientifiche

Messenger SW et al.,Martin TFJ. J Cell Biol. 2018 Jun 21.

Tai YL, Chen KC et al. Cancer Sci. 2018 Jun 16.

Jing C et al. Oncol Lett. 2018 Jun; 15(6):9811-9817. 

Carney RP, Hazari S et al. Adv Biosyst. 2017 May; 1(5).

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- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it