Le cellule tumorali sono implacabili, in possesso della capacità vessatoria di sviluppare resistenza alle terapie attuali e rendere la malattia estremamente difficile da trattare. Tuttavia, un nuovo entusiasmante studio potrebbe aver identificato il punto debole del cancro; la scoperta ha già portato alla quasi-eradicazione della malattia nelle colture cellulari.

Lo studio  – che è stato recentemente pubblicato sulla rivista Nature Biomedical Engineering  – rivela come alterare la struttura della cromatina nelle cellule tumorali potrebbe renderli più facili da distruggere.

Nel nucleo della cellula, il DNA è avvolto attorno a proteine ​​chiamate istoni. Insieme formano la cromatina.

Il lavoro di Chromatin è di impacchettare ordinatamente il codice genetico nel nucleo della cellula. La cromatina può anche regolare quali geni vengono accesi e spenti. Nelle cellule tumorali, tuttavia, la cromatina li aiuta ad evolversi e ad adattarsi alle terapie contro il cancro, permettendo così loro di sopravvivere.

“Se pensi alla genetica come all’hardware”, spiega il co-autore dello studio Vadim Backman, della McCormick School of Engineering della Northwestern University di Evanston, Illinois, “allora la cromatina è il software”.

“Le malattie complesse come il cancro”, aggiunge, “non dipendono dal comportamento dei singoli geni, ma dalla complessa interazione tra decine di migliaia di geni”.

Così, Backman e i suoi colleghi hanno messo gli occhi sulla cromatina come la chiave per combattere la resistenza ai farmaci antitumorali e una tecnica di imaging che hanno sviluppato lo scorso anno li ha aiutati a saperne di più su questo intricato set di macromolecole.

Predire la morte delle cellule tumorali con la cromatina

La nuova tecnica è denominata microscopia a onda parziale spettroscopica (PWS) e consente il monitoraggio in tempo reale della cromatina nelle cellule viventi.

Inoltre, i ricercatori spiegano che la PWS consente loro di valutare la cromatina su una scala di lunghezza di 20-200 nanometri, che dicono essere il punto preciso in cui la formazione del cancro influenza la cromatina.

Hanno usato PWS per monitorare la cromatina nelle cellule tumorali coltivate. Hanno scoperto che la cromatina ha una specifica “densità di imballaggio” associata all’espressione genica che aiuta le cellule tumorali a eludere i trattamenti.

L’analisi ha rivelato che una densità di impaccamento della cromatina più eterogenea e disordinata era correlata alla maggiore sopravvivenza delle cellule cancerose in risposta alla chemioterapia. Una densità di imballaggio più conservativa e ordinata, tuttavia, era legata alla maggiore morte delle cellule tumorali in risposta alla chemioterapia.

“Solo osservando la struttura della cromatina della cellula, potremmo prevedere se sopravviverebbe o meno”, afferma Backman. “Le cellule con normali strutture cromatiniche muoiono perché non possono rispondere, non possono esplorare il loro genoma in cerca di resistenza e non possono sviluppare resistenza”.

Targeting della cromatina per uccidere il cancro

Sulla base della loro scoperta, i ricercatori hanno ipotizzato che alterare la struttura della cromatina per renderla più ordinata potrebbe essere un modo per aumentare la vulnerabilità delle cellule tumorali al trattamento.

In seguito a ulteriori indagini, il team ha scoperto che potevano modificare la struttura della cromatina alterando gli elettroliti nel nucleo delle cellule tumorali.

Il team ha testato questa strategia utilizzando due farmaci già approvati dalla Food and Drug Administration (FDA): Celecoxib e Digoxin.

Celecoxib è attualmente utilizzato per alleviare il dolore, mentre la digossina è usata per trattare la fibrillazione atriale e l’ insufficienza cardiaca . Entrambi i farmaci, tuttavia, sono anche in grado di modificare la densità di imballaggio della cromatina.

I ricercatori hanno combinato questi farmaci – che chiamano terapia di protezione della cromatina (CPT) – con la chemioterapia e li hanno testati su cellule tumorali in laboratorio. Secondo Backman, hanno visto “qualcosa di straordinario”.

“In 2 o 3 giorni, quasi tutte le singole cellule cancerose sono morte perché non potevano rispondere.I composti CPT non uccidono le cellule, ristrutturano la cromatina.Se blocchi la capacità delle cellule di evolvere e adattarsi, questo è il loro tallone di Achille.

Vadim Backman

Mentre i ricercatori sono entusiasti delle loro scoperte, avvertono che sono necessari studi sugli animali e sull’uomo prima di poter trarre conclusioni definitive.

“C’è una grande differenza tra culture cellulari e umani”, afferma Backman. “Non si sa mai come l’ambiente all’interno del corpo umano possa influenzare il comportamento del cancro o se ci saranno effetti collaterali imprevedibili”.

Detto questo, i ricercatori osservano che hanno replicato le loro scoperte in sette diversi tipi di cancro finora, che secondo Backman è “molto promettente”.