Capire come il cancro si nutre per avvelenarlo: il glucosio è centrale, ma ci sono altre debolezze

Le persone si sono sempre chieste come mai con tutti i progressi scientifici disponibili e la ricerca che ci studia assiduamente, il cancro sia ancora una piaga sul pianeta. I progressi della chemioterapia, con farmaci assolutamente nuovi e più selettivi e con tassi di sopravvivenza o di guarigione molto migliori, sono innegabili. Ma molti non addentro al problema non conoscono la complessità del metabolismo corporeo. Delle decine di vie metaboliche essenziali note all’uomo, alcune di queste mutano profondamente nel processo di trasformazione di una cellula normale a tumorale. Un assioma metabolico dei tumori è che essi ritornano ad uno stato “embrionale” in cui la replicazione è centrale e necessita di molta energia. Il modo più veloce di ottenerla è dalla combustione del glucosio. Invero, la stragrande maggioranza dei tumori fa proprio così: estrae energia dal glucosio per crescere. Ma il glucosio non è il mattone strutturale di tutti i componenti cellulari. Par fare le proteine servono gli aminoacidi e non tutti i tumori hanno il metabolismo degli amminoacidi uguale a quello delle cellule normali. E ci sono tumori che cambiano la loro preferenza del glucosio verso altri substrati energetici, amminoacidi inclusi.

Nuove scoperte di ricercatori del MD Anderson Cancer Center dell’Università del Texas su come alcune cellule tumorali diventano “dipendenti” dal glucosio potrebbero aprire nuovi approcci alle strategie terapeutiche per i tumori con alti livelli di un trasportatore di aminoacidi chiamato famiglia di portatori di soluti 7 membro 11 (SLC7A11). Ciò include il carcinoma polmonare e il carcinoma a cellule chiare, il tipo più comune di carcinoma renale. Il lavoro fornisce un esempio di come questa dipendenza da nutrienti possa essere utilizzata come approccio terapeutico anche nella leucemia linfoblastica acuta. Questa rara malattia, che colpisce i globuli bianchi, è aggressiva e rapida da progredire. Può colpire adulti e bambini, ma di solito si sviluppa in bambini, adolescenti e giovani adulti ed è la forma più comune di leucemia tra i bambini. Nella maggior parte dei casi, colpisce bambini di età compresa tra 0 e 5 anni ed è leggermente più comune tra i ragazzi che tra le ragazze. A differenza delle cellule sane, le cellule tumorali osservate nella leucemia linfoblastica acuta non sono in grado di produrre l’amminoacido asparagina, un amminoacido non essenziale necessario per sintetizzare le glicoproteine ​​e altre proteine.

Dal momento che le cellule tumorali non possono produrre questo aminoacido, fanno affidamento su fonti extracellulari per la loro sopravvivenza. Il trattamento descritto dal team interrompe questa fonte di asparagina extracellulare e una volta che le cellule tumorali non possono più acquisire questo importante aminoacido, muoiono. L’impiego chemioterapico dell’enzima asparaginasi ha effettivamente seguito questa logica per alcuni decenni nella lotta contro la leucemia linfoblastica acuta. Tuttavia, le cellule tumorali dipendono da un altro amminoacido noto come cistina per garantire forti difese antiossidanti. La maggior parte delle cellule tumorali ottiene la cistina tramite il trasportatore SLC7A11. Una volta all’interno delle cellule, la cistina viene convertita in un amminoacido correlato chiamato cisteina, che viene quindi utilizzato per costruire il glutatione, l’antiossidante più comune prodotto nel corpo, che a sua volta consente alle cellule tumorali di sopravvivere. SLC7A11 è spesso sovraespresso nei tumori e ha un ruolo ben consolidato nel mantenimento dei livelli di glutatione che riducono la morte delle cellule tumorali, proteggendole dai radicali liberi.

Boyi Gan, PhD, del Dipartimento di Oncologia Radiologica sperimentale, MD Anderson Cancer Center, ha spiegato a fondo: “La riprogrammazione metabolica spesso rende le cellule tumorali altamente dipendenti da nutrienti specifici per la sopravvivenza. Limitare l’apporto di tali nutrienti o bloccarne l’assorbimento o il metabolismo con mezzi farmacologici, può uccidere selettivamente le cellule tumorali “dipendenti” senza influire sulle cellule normali. La nostra comprensione della dipendenza da nutrienti nelle cellule tumorali può fornire grandi spunti per colpire le vulnerabilità metaboliche nelle terapie contro il cancro. Tuttavia, in questo studio abbiamo scoperto che l’importazione attiva di cistina nelle cellule rappresenta un affare rischioso per le cellule tumorali. La cistina è tra gli amminoacidi meno solubili e l’accumulo di troppa cistina all’interno delle cellule è tossico. Pertanto, le cellule tumorali sono costrette a convertire rapidamente la cistina di cisteina. Di conseguenza, le cellule tumorali con alti livelli di SLC7A11 e una forte domanda di cistina diventano dipendenti dal glucosio per sopravvivere. Questi risultati hanno rivelato una vulnerabilità metabolica associata ad alta espressione di SLC7A11 nelle cellule tumorali, il che suggerisce corrispondenti strategie terapeutiche”.

Il team di ricerca ha dimostrato che le terapie note come inibitori del trasportatore di glucosio (GLUT4) interrompono l’apporto di glucosio, causando un accumulo tossico di cistina all’interno delle cellule. Questo uccide selettivamente le cellule tumorali con SLC7A11 e sopprime la crescita tumorale con SLC7A11. Questo studio suggerisce quindi l’uso di inibitori del GLUT per trattare i tumori con alta espressione di questo aminoacido chiave.

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

Pubblicazioni scientifiche

Almahmoud S et al. Bioorg Med Chem. 2020 Apr 1; 28(7):115395. 

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Informazioni su Dott. Gianfrancesco Cormaci 2443 Articoli
- 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
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