Cancro: gli scienziati rivelano come potenziare la radioterapia
Gli scienziati hanno recentemente identificato un percorso molecolare che collega il movimento dei centri di produzione di energia, o mitocondri, nelle cellule tumorali alla resistenza alla radioterapia. Questo, dicono, potrebbe portare a migliori trattamenti contro il cancro.
Sebbene studi precedenti avessero già rivelato che il percorso - chiamato Arf6-AMP1-PRKD2 - gioca un ruolo chiave nell'invasività del cancro, la sua relazione con la resistenza al trattamento è rimasta poco chiara.
Studiando le cellule aggressive del cancro al seno, gli scienziati dell'Università di Hokkaido in Giappone hanno scoperto che Arf6-AMP1-PRKD2 controlla il movimento dei mitocondri all'interno delle cellule.
Un documento recente che compare nella rivista Nature Communications descrive il loro lavoro.
Il percorso consente ai mitocondri di "disperdersi" e di spostarsi verso il perimetro delle cellule, il che aumenta l'invasività del cancro.
Il team ha notato che il blocco del percorso causava invece la raccolta delle strutture che generano energia al centro delle cellule. Lì, i mitocondri hanno iniziato a produrre e rilasciare quantità eccessive di molecole ricche di ossigeno instabili note come specie reattive dell'ossigeno (ROS).
Le molecole ROS sono un'arma a doppio taglio nel cancro; fino a un certo livello favoriscono l'invasività del cancro, ma quando le quantità sono eccessive uccidono le cellule tumorali.
ROS, moto dei mitocondri e integrina
Uno dei motivi per cui la radioterapia, che utilizza le radiazioni ionizzanti, può ridurre o eliminare i tumori è perché aumenta la produzione di ROS all'interno delle cellule tumorali.
Alcuni tumori, tuttavia, diventano resistenti alla radioterapia e ad altri trattamenti che funzionano aumentando i ROS nelle cellule tumorali perché le cellule sviluppano una tolleranza alle molecole.
Lo studio non è il primo a notare che i mitocondri si muovono all'interno delle cellule. È noto che questo movimento si verifica in varie circostanze. Quando i globuli bianchi, ad esempio, si muovono verso un bersaglio, come un agente patogeno o potenzialmente dannoso, i loro mitocondri si raccoglieranno nelle loro estremità posteriori.
Nelle cellule tumorali invasive, d'altra parte, le "centrali elettriche" si riuniscono nel bordo anteriore della cellula.
Anche una proteina chiamata integrina sembra essere coinvolta nell'invasività del cancro. La proteina normalmente si trova nella membrana cellulare e aiuta ad attaccare la cellula alla matrice di sostanze che circonda le cellule e tiene insieme i tessuti.
Il nuovo studio ha esaminato più approfonditamente il modo in cui ROS, dinamiche mitocondriali nelle cellule e integrina potrebbero essere collegate nel cancro invasivo.
Sondare il collegamento nel cancro invasivo
I ricercatori hanno condotto una serie di esperimenti su cellule di cancro al seno invasivo. Hanno monitorato la produzione di ROS e il movimento dei mitocondri nelle cellule etichettando varie molecole con marcatori fluorescenti.
Hanno quindi bloccato alcune molecole legate all'invasività del cancro e osservato cosa è successo a questi meccanismi. È così che hanno identificato il percorso Arf6-AMP1-PRKD2.
I risultati hanno rivelato che il percorso stava aiutando a riciclare l'integrina nella cellula cancerosa, facendola formare un "complesso di adesione" nella membrana della cellula. Alla fine, questo ha innescato il movimento dei mitocondri al bordo della cellula.
Il blocco del percorso, tuttavia, ha fatto sì che i mitocondri si riunissero al centro della cellula tumorale invece che al bordo e riducesse l'invasività.
Il team ha poi dimostrato che è stato questo radunarsi al centro che ha portato i mitocondri a produrre quantità eccessive di molecole ROS, che hanno ucciso le cellule.
Secondo gli autori, "Questi risultati indicano un nuovo legame molecolare tra i movimenti cellulari e le dinamiche mitocondriali, che sembra essere cruciale sia per l'attività invasiva che per la tolleranza ai ROS dei tumori altamente invasivi".
Concludono:
"I nostri risultati possono anche portare a nuove strategie per migliorare l'efficacia delle terapie antitumorali mediate da ROS, come [la radioterapia]".
