Utilizzare la mosca della frutta quale modello per il cancro
Una delle caratteristiche distintive dello sviluppo del cancro è la proliferazione incontrollata di cellule. All'insorgenza e alla progressione del cancro sono stati collegati vari percorsi di trasduzione del segnale (Wnt, Notch, Ras, Hippo, PI3K e JAK/STAT), ma non è ancora stata esplorata a fondo la potenzialità delle molecole che trasducono il segnale. Su tali premesse, il progetto CANCERPATHWAYS ("Developmental molecular pathways in Drosophila as a model for human cancer"), finanziato dall'UE, ha aggregato esperti scientifici del campo, per ampliare sostanzialmente la nostra comprensione della biologia del cancro. Il consorzio si è servito della mosca della frutta Drosophila melanogaster, che rappresenta un potente sistema modello per lo studio di percorsi oncogenici. Per studiare l'esito funzionale di singoli geni nello sviluppo del cancro e per identificare nuovi bersagli di percorsi oncogenici di trasduzione del segnale, gli scienziati hanno generato reagenti all'interferenza RNA (RNAi) a livello di genoma, prendendo come bersaglio quasi ogni gene presente nel genoma della Drosophila. Per progettare e valutare tali reagenti a livello di genoma, è stato sviluppato l'algoritmo di software NEXT-RNAi. In base a tale libreria RNAi in vitro, sono state create linee RNAi in vivo di Drosophila transgenica per circa 12.000 geni, rese poi pubbliche attraverso il Vienna Drosophila RNAi Center (VDRC). Il consorzio CANCERPATHWAYS ha sviluppato nuovi biotest per lo screening di librerie di RNAi a livello di genoma e composti di piccole molecole, nonché per la valutazione del relativo impatto sulla fitness delle cellule e le specifiche attività di percorso. Lo screening di RNAi su larga scala ha consentito di identificare nuovi geni con funzione di bersaglio terapeutico. Il vaglio dei composti ad alta intensità di elaborazione ha determinato l'identificazione di nuove molecole candidate che hanno interferito con l'attività di percorsi oncogenici di trasduzione del segnale. È stato inoltre eseguito lo screening fenotipico di linee cellulari utilizzando tecniche basate su immagini, le quali hanno consentito l'analisi simultanea di caratteristiche multiparametrali. Il software per l'analisi sviluppato nell'ambito del progetto è stato messo a disposizione sotto forma di pacchetti Bioconductor/R. Ad esempio, il lavoro sperimentale ha condotto all'identificazione di nuovi meccanismi che controllano la trasduzione del segnale Notch, nonché bersagli trascrizionali del percorso JAK/STAT della Drosophila quali effettori di formazione tumorale ematopoietica. Nel complesso, il lavoro svolto da CANCERPATHWAYS ha dimostrato che la Drosophila costituisce un valido modello per un rapido screening a elevata intensità di elaborazione in relazione a farmaci anticancro e per la scoperta di bersagli. I potenti strumenti hanno portato a identificare molteplici fattori chiave nuovi implicati nello sviluppo del cancro, che non avrebbero potuto altrimenti essere identificati con I tradizionali approcci "dall'alto verso il basso". L'opuscolo è disponibile.
