Le cellule tumorali sono notoriamente resilienti, capaci di sviluppare resistenza alle terapie attualmente disponibili, rendendo il trattamento del cancro particolarmente difficile. Tuttavia, un nuovo e promettente studio ha messo in luce un possibile punto debole del cancro; questa scoperta ha già portato a risultati straordinari nella quasi eradicazione della malattia in colture cellulari.
Lo studio, recentemente pubblicato su una rivista scientifica, rivela come modificare la struttura della cromatina nelle cellule tumorali possa rendere queste ultime più vulnerabili alla distruzione.
All’interno del nucleo cellulare, il DNA è avvolto attorno a proteine note come istoni, formando insieme la cromatina.
Il compito della cromatina è organizzare il codice genetico nel nucleo. Inoltre, essa regola quali geni sono attivi o inattivi. Nelle cellule tumorali, però, la cromatina contribuisce alla loro evoluzione, permettendo loro di adattarsi alle terapie antitumorali e di sopravvivere.
«Se consideriamo la genetica come l’hardware», spiega Vadim Backman, co-autore dello studio e professore alla McCormick School of Engineering della Northwestern University di Evanston, Illinois, «allora la cromatina rappresenta il software».
«Malattie complesse come il cancro», aggiunge, «non dipendono dal comportamento di singoli geni, ma dall’interazione complessa tra decine di migliaia di geni».
Perciò, Backman e i suoi colleghi hanno focalizzato la loro attenzione sulla cromatina come potenziale chiave per combattere la resistenza ai farmaci antitumorali, utilizzando una tecnica di imaging sviluppata l’anno scorso, che ha fornito loro ulteriori informazioni su questo intricato insieme di macromolecole.
Predire la morte delle cellule tumorali attraverso la cromatina
La nuova tecnica, chiamata microscopia a onda parziale spettroscopica (PWS), consente il monitoraggio in tempo reale della cromatina nelle cellule viventi.
I ricercatori spiegano che la PWS permette loro di valutare la cromatina su una scala di lunghezza di 20-200 nanometri, un intervallo che si è dimostrato cruciale nella formazione del cancro e nella sua influenza sulla cromatina.
Utilizzando la PWS, hanno monitorato la cromatina nelle cellule tumorali coltivate, scoprendo che essa presenta una specifica «densità di imballaggio» associata all’espressione genica, un fattore che permette alle cellule tumorali di eludere i trattamenti.
L’analisi ha rivelato che una densità di impaccamento della cromatina più eterogenea e disordinata era correlata a una maggiore sopravvivenza delle cellule cancerose in risposta alla chemioterapia. Al contrario, una densità di imballaggio più compatta e ordinata era associata a una maggiore morte delle cellule tumorali durante il trattamento.
«Osservando semplicemente la struttura della cromatina, possiamo prevedere se una cellula sopravvivrà o meno», afferma Backman. «Le cellule con strutture cromatiniche normali tendono a morire perché non riescono a rispondere, non possono esplorare il loro genoma per cercare resistenza e non possono sviluppare meccanismi di resistenza».
Targeting della cromatina per eliminare il cancro
Sulla base delle loro scoperte, i ricercatori hanno ipotizzato che modificare la struttura della cromatina per renderla più ordinata potrebbe incrementare la vulnerabilità delle cellule tumorali ai trattamenti.
Dopo ulteriori indagini, il team ha scoperto che era possibile modificare la struttura della cromatina alterando gli elettroliti presenti nel nucleo delle cellule tumorali.
Hanno testato questa strategia utilizzando due farmaci già approvati dalla Food and Drug Administration (FDA): Celecoxib e Digossina.
Il Celecoxib è attualmente utilizzato per alleviare il dolore, mentre la Digossina è impiegata nel trattamento della fibrillazione atriale e dell’insufficienza cardiaca. Entrambi i farmaci, tuttavia, hanno dimostrato di essere 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, testandoli su cellule tumorali in laboratorio. Secondo Backman, i risultati sono stati «straordinari».
«In 2 o 3 giorni, quasi tutte le cellule tumorali sono morte perché non erano in grado di rispondere. I composti CPT non uccidono le cellule, ma ristrutturano la cromatina. Se blocchi la capacità delle cellule di evolvere e adattarsi, colpisci il loro tallone d’Achille.»
Vadim Backman
Nonostante l’entusiasmo per queste scoperte, i ricercatori avvertono che sono necessari studi ulteriori sugli animali e sull’uomo prima di trarre conclusioni definitive.
«C’è una grande differenza tra le colture cellulari e l’organismo umano», osserva Backman. «Non possiamo mai sapere come l’ambiente interno del corpo umano influenzi il comportamento del cancro o se ci saranno effetti collaterali imprevedibili».
Detto ciò, i ricercatori notano di aver replicato le loro scoperte in sette diversi tipi di cancro, il che, secondo Backman, è «molto promettente».
Ultime Ricerche e Implicazioni Cliniche
Nel 2024, diversi studi continuano a confermare l’importanza della cromatina nella terapia oncologica. Una recente analisi ha dimostrato che la modulazione della struttura cromatinica può aumentare l’efficacia di farmaci immunoterapici. In uno studio condotto su pazienti con melanoma, i ricercatori hanno osservato un incremento significativo della risposta alla terapia quando la cromatina è stata modificata per rendere le cellule tumorali più suscettibili all’attacco del sistema immunitario.
Inoltre, l’integrazione di terapie mirate sulla cromatina con regimi chemioterapici tradizionali ha mostrato un potenziale per migliorare la sopravvivenza complessiva nei pazienti con cancro al seno metastatico. I dati preliminari indicano che questa combinazione potrebbe ridurre significativamente il rischio di recidiva.
Questi sviluppi offrono nuove prospettive per il trattamento del cancro, suggerendo che l’approccio alla cromatina potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione e gestione della malattia.
