La metilazione del DNA per la diagnosi del cancro
Oltre alle mutazioni genetiche, l'instabilità delle cellule cancerose viene definita anche dalle alterazioni epigenetiche che implicano, tra l'altro, la metilazione aberrante di geni promotori. Ciò avviene in siti specifici denominati generalmente isole CpG, compromettendo il modello di espressione genica fisiologica e, quindi, contribuendo ulteriormente alla malignità. Per definire e descrivere il ruolo del profilo epigenetici nel cancro al colon e nella leucemia, il progetto CANCERDIP ("The use of methylated DNA immunoprecipitation MeDIP in cancer for better clinical management"), finanziato dall'UE, ha riunito eminenti ricercatori europei nel campo, con l'obiettivo ultimo di generare nozioni approfondite sui meccanismi della regolazione epigenetica, concentrandosi sulla metilazione del DNA. A tal fine, i partner hanno adottato tecniche d'avanguardia per identificare regioni metilate in modo differenziale nei campioni di cancro, dotate della potenzialità di fungere da biomarcatori o bersagli terapeutici. Per tale analisi ad alta intensità di elaborazione, il consorzio ha sviluppato il metodo MethylCap per l'acquisizione di DNA metilato utilizzando un dominio di legame al DNA metilato (MBD) con successivo sequenziamento genomico. L'analisi bioinformatica dei dati del sequenziamento ha confermato che tale informazione potrebbe distinguere il cancro dal tessuto normale. Ha anche identificato geni come CSPG2/VCAN che, nel cancro al colon, sono di regola ipermetilati. Confrontando i profili di espressione genica e di metilazione del DNA nei campioni di leucemia prima del trattamento e dopo la recidiva, gli scienziati sono riusciti a identificare esattamente geni candidati dotati di valore prognostico. Riguardo ai meccanismi che regolano la metilazione del DNA, gli scienziati si sono concentrati sugli effetti di geni policomb e sulla loro associazione con le metiltransferasi del DNA. È stata scoperta la fosforilazione di tali enzimi quale meccanismo precedentemente non riconosciuto per la regolazione della metilazione. Nel progetto CANCERDIP è stato fondamentale lo sviluppo di strumenti per l'analisi su larga scala del modello di metilazione del DNA. Impiegando granuli (bead) magnetici per l'immunoprecipitazione, il kit MeDIP ha accelerato l'analisi della metilazione del DNA, migliorandone contemporaneamente la sensibilità. Inoltre, attraverso lo sviluppo di un software specializzato, il consorzio CANCERDIP ha fornito preziosissimi strumenti per validare i biomarcatori della metilazione del DNA in base a dati di metilazione su larga scala. Nel loro complesso, i risultati ottenuti dai partecipanti al progetto CANCERDIP hanno offerto nuove conoscenze basilari sull'epigenetica del cancro. I biomarcatori e i geni identificati hanno un'elevata valenza prognostica e potrebbero essere sfruttati per la stratificazione clinica dei pazienti oncologici.
