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Catastrofi cromosomiche accelerano processi carcinogenesi

Alcuni scienziati hanno scoperto le prove che le nostre cellule possono attraversare centinaia di mutazioni in una singola catastrofe cromosomica che può provocare il rapido sviluppo del cancro. I risultati, pubblicati sulla rivista Cell, contraddicono l’idea secondo la quale lo sviluppo del cancro è sempre un processo lento, con mutazioni nocive che si accumulano gradualmente nel tempo. Gli scienziati, con sede nel Regno Unito e negli Stati Uniti, hanno chiamato il fenomeno appena descritto “chromothripsis”, dal termine greco chromos (“cromosoma”) e thripsis (“fare a pezzi”).

In effetti, la maggior parte dei cancri si sviluppa lentamente e potrebbero volerci anni o persino decenni prima che un tumore costruisca abbastanza mutazioni da progredire dalla fase di precancerosa allo stadio maligno. Qualche volta però il cancro sembra apparire dal nulla.

In questo studio i ricercatori hanno analizzato i genomi di una serie di campioni tumorali. La maggior parte dei campioni apparentemente seguiva il percorso convenzionale dello sviluppo del cancro, con mutazioni che si accumulavano gradualmente. In un piccolo gruppo di campioni, però, sembra essersi verificato un singolo evento catastrofico che ha causato decine o persino centinaia di mutazioni in una volta sola.

“I risultati sono sbalorditivi,” ha commentato l’autore principale dell’articolo, il dott. Peter Campbell del Wellcome Trust Sanger Institute nel Regno Unito. “Sembra che in una sola cellula in un singolo evento, uno o più cromosomi praticamente esplodano letteralmente in centinaia di frammenti.”

Di solito, le cellule non sopravvivono a un disastro di questo genere. Qualche volta però il meccanismo del DNA (acido deossiribonucleico) della cellula cerca di riparare il danno.

“La cellula dovrebbe dire ‘È finita’ e arrendersi, invece cerca di rimettere insieme i cromosomi come se fossero un prezioso oggetto di porcellana,” ha spiegato il dott. Campbell.

I risultati di questo tentativo di riparazione sono spesso disastrosi, il genoma risultante infatti è pieno di mutazioni che potrebbero far accelerare la cellula lungo il percorso verso lo sviluppo del cancro. I ricercatori hanno scoperto che un campione di cancro del colon-retto aveva 239 riassetti in un singolo cromosoma.

Secondo gli scienziati, circa il 2-3% di tutti i genomi di cancro portano i segni della chromothripsis. Il fenomeno sembra essere particolarmente comune nel cancro delle ossa, colpisce infatti il 25% dei casi. In un campione di cancro delle ossa, tre geni del cancro erano mutati in un singolo evento.

Lo schema del danno suggerisce che la chromothripsis si verifichi durante la divisione cellulare, quando i cromosomi sono molto più compatti del solito. Per quanto riguarda le cause, il sospetto numero uno è la radiazione ionizzante.

“Un impulso di radiazione ionizzante, di cui si conosce la capacità di indurre rotture del dsDNA [acido deossiribonucleico a doppio filamento], potrebbe aprire un varco attraverso un cromosoma condensato e […] generare rotture che interessano una fascia, un braccio o tutto il cromosoma,” scrivono i ricercatori.

Il team ha adesso in programma di studiare il cancro in persone che hanno una storia di esposizione a radiazioni ionizzanti per vedere se hanno subito chromothripsis.

“Se riusciamo a capirne le radici, potremmo capire come prevenire il verificarsi di questo tipo di danni,” ha commentato il dott. Campbell.

Un’altra possibilità è che il danno si presenti durante il processo di attrito del telomero, il naturale accorciamento delle punte dei cromosomi. Come sottolineano i ricercatori, la maggior parte dei danni della chromothripsis osservato in questo studio interessava regioni del cromosoma che si estendevano ai telomeri.

“Qualunque sia il meccanismo del danno, le conseguenze sono profonde,” concludono i ricercatori. “Di fronte a centinaia di rotture del DNA, il meccanismo di riparazione del DNA della cellula cerca di salvare il genoma. Quello che ne risulta somiglia ben poco alla struttura originale e la distruzione genomica ha effetti estesi e potenzialmente oncogeni.”

Per maggiori informazioni, visitare:

Wellcome Trust Sanger Institute:
http://www.sanger.ac.uk

Cell:
http://www.cell.com

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