Comprendere come funziona il corpo umano per tenere sotto controllo il cancro
L’acido desossiribonucleico, meglio conosciuto come DNA, non è una molecola qualsiasi. All’interno della sua struttura a doppia elica si trovano infatti tutte le istruzioni genetiche che servono alle nostre cellule per svilupparsi, funzionare, crescere e riprodursi. Come ben noto, qualsiasi danno al DNA può avere un impatto notevole sulla produzione cellulare e a volte provoca gravi malattie, come il cancro. Per proteggere il nostro genoma da fonti di danno interne ed esterne, i nostri corpi hanno sviluppato alcuni checkpoint. Rilevando la presenza del DNA danneggiato, tali checkpoint inibiscono la produzione cellulare finché il danno è completamente ripristinato, fungendo quindi da importante barriera antitumorale. Pur sapendo che esistono tali punti di controllo, non conosciamo il modo in cui questi reagiscono a determinati problemi. «Un problema particolarmente grave si presenta quando il meccanismo di replicazione, il sistema in grado di copiare le informazioni genetiche, si imbatte in lesioni al modello di DNA che lo inducono a generare uno stress da replicazione», dichiara Néstor García-Rodríguez, un ricercatore del Centro di medicina rigenerativa e biologia molecolare andaluso. Grazie al sostegno del progetto DNAcheck, finanziato dall’UE, García-Rodríguez sta fornendo nuovi indizi riguardo alle modalità con cui le cellule umane avvertono, e affrontano, lo stress da replicazione in grado di provocare il cancro e altre malattie. Tale ricerca è stata condotta con il supporto del programma azioni Marie Skłodowska-Curie.
Scoprire da dove proviene l’ssDNA
In una ricerca precedente condotta sul lievito gemmante, García-Rodríguez ha concluso che quando si verifica lo stress da replicazione, la risposta dei checkpoint viene attivata dall’accumulo di DNA a filamento singolo (ssDNA) dietro le forcelle di replicazione. In tale progetto, García-Rodríguez mirava a scoprire da dove provenisse l’ssDNA nelle cellule umane. «Si è ipotizzato che l’ssDNA si accumuli nelle forcelle di replicazione in stallo e che sia provocato da un disaccoppiamento del movimento di replicazione dell’elicasi e della polimerasi», spiega García-Rodríguez. «Tuttavia, un numero crescente di prove dimostra che le forcelle di replicazione non sono permanentemente bloccate quando si imbattono in lesioni al DNA, ma che invece ripartono, lasciando lacune dell’ssDNA a valle delle lesioni». Durante tale progetto, i ricercatori hanno individuato con successo un meccanismo notevole che promuove una forte attivazione dei checkpoint di replicazione nelle linee cellulari umane. «Questo processo implica un’azione di diverse nucleasi nelle lacune dell’ssDNA generate dietro le forcelle di replicazione e in presenza di lesioni al modello di DNA», aggiunge García-Rodríguez.
Una scoperta rivoluzionaria
Il progetto DNAcheck è riuscito a mettersi a confronto con il modello da manuale, secondo il quale le forcelle da replicazione sono l’origine della segnalazione dei checkpoint durante lo stress da replicazione, e al contrario ha spostato l’attenzione sulla rilevanza delle lacune dell’ssDNA. «Il fatto di avere scoperto che il meccanismo di attivazione dei checkpoint è conservato nelle cellule umane è una scoperta rivoluzionaria, che mi ha permesso di aprire il mio proprio filone di ricerca nell’ambito della biomedicina». Attualmente García-Rodríguez si sta concentrando su una migliore comprensione della dinamica dell’elaborazione e del completamento delle lacune dell’ssDNA, compresa la selezione di presunti nuovi fattori coinvolti in tali processi. Inoltre, il ricercatore intende studiare come l’interferenza con l’elaborazione dell’ssDNA potrebbe essere utilizzata per uccidere in modo selettivo le cellule cancerogene. In caso di successo, tale lavoro può aprire le porte a nuovi approcci terapeutici per trattare i pazienti affetti da cancro.
Parole chiave
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