La riparazione cellulare va oltre il funzionamento genetico
I ruoli regolatori dei meccanismi epigenetici sono target promettenti per il trattamento della neurodegenerazione e di diverse patologie collegate al tumore. Studi recenti hanno scoperto carenze nei meccanismi di riparazione del DNA al centro di queste malattie. Per studiare l'importanza di queste scoperte, Xeroderma pigmentosum e la sindrome di Cockayne presentano modelli appropriati per scoprire di più sul collegamento tra processi di rimodellamento della cromatina e riparazione del DNA. Queste sindromi umane influiscono sulla riparazione per escissione di nucleotidi, caratterizzata da sensibilità all'irradiazione ultravioletta (UV), che è uno dei principali sistemi di riparazione del DNA nelle cellule umane. Il progetto Epiner2007 aveva lo scopo di studiare l'influenza della rimodellazione della cromatina nel trattamento di lesioni indotte dalla luce ultravioletta a onde corte (UVC) usando un modello cellulare di criceto cinese. Nella prima fase del progetto è stata analizzata la distribuzione delle lesioni indotte da UVC a livello cromosomico nelle cellule mutanti e normali. I risultati erano contrari alle aspettative: sono state osservate meno lesioni cromosomiche nelle cellule con riparazione di DNA carente rispetto alle cellule normali. La seconda fase del progetto ha studiato come le modifiche nel modello di acetilazione istonica influenzino il trattamento di lesioni al DNA indotte da UVC. I risultati hanno rivelato che, se esposte a tricostatina A (TSA) prima dell'irradiazione UVC, le cellule normali possono comportarsi come le cellule della sindrome di Cockayne. TSA ha un'ampia serie di attività epigenetiche e si può usare per alterare l'espressione genica. I risultati degli esperimenti sulle cellule esposte a TSA prima dell'irradiazione UVC indicano che uno squilibrio nei livelli di acetilazione istonica potrebbe modificare i siti di riconoscimento per la riparazione del DNA. Si interrompe così la corretta interazione tra proteine di riparazione e lesioni del DNA nella struttura della cromatina modificata. I dati prodotti dal progetto Epiner2007 suggeriscono che determinate sindromi degenerative potrebbero avere una base molecolare legata alle modifiche epigenetiche, come sembra il caso della sindrome di Cockayne. Conoscendo come i cambiamenti epigenetici influiscono sulla rimozione di lesioni al DNA indotte, si potrebbero sensibilizzare le cellule tumorali per i trattamenti classici di chemioterapia e radioterapia.
