Con la collaborazione della D.ssa Halyna Maletska
Un importante passo avanti nella ricerca contro il cancro arriva dall’Istituto di Genetica Molecolare “Luigi Luca Cavalli-Sforza” del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Pavia (CNR-IGM).
Il team di ricercatori pavesi ha scoperto che la proteina DDX3X gioca un ruolo cruciale nel mantenimento dell’integrità del genoma cellulare, un aspetto essenziale per prevenire l’insorgenza di tumori.
Lo studio, sostenuto dalla Fondazione AIRC e pubblicato sulla prestigiosa rivista internazionale Nucleic Acids Research, apre la strada a nuove strategie diagnostiche e terapeutiche in campo oncologico.
La chiave dell’integrità genomica
L’integrità del genoma è fondamentale per il corretto funzionamento delle cellule.
Quando viene compromessa, il rischio di sviluppare mutazioni aumenta, favorendo i processi di trasformazione tumorale.
La ricerca del team dell’Istituto di Genetica Molecolare di Pavia ha rivelato che la proteina DDX3X è in grado di contrastare questo fenomeno attraverso un meccanismo innovativo: rimuove i filamenti di RNA in eccesso, i quali si legano al DNA formando strutture ibride chiamate “R-loops”.
Proprio queste strutture ibride, se non controllate, possono causare instabilità genomica, promuovendo la formazione di mutazioni, potenzialmente oncogene.
Lo studio
Secondo il Prof. Giovanni Maga, Direttore del Dipartimento di Scienze Biomediche del CNR e Responsabile della ricerca, “gli R-loops svolgono importanti funzioni di regolazione dell’espressione genica con formazione delle proteine. Tuttavia, quando sono presenti in eccesso, possono provocare instabilità genomica e dare origine a mutazioni pericolose”.
La proteina DDX3X si è rivelata capace di rimuovere e degradare il filamento di RNA in queste strutture, mantenendo sotto controllo la loro quantità.
Una delle scoperte più innovative del gruppo di ricerca riguarda la capacità della DDX3X di interagire con l’enzima RNasiH2, che già si sapeva essere coinvolto nella degradazione dell’RNA.
Questo legame potenzia l’attività della proteina enzimatica, aumentando l’efficienza del processo di ripristino della normale struttura del DNA.
È per questo motivo che la proteina DDX3X viene anche detta “il custode del DNA”.
Sintesi dell’articolo pubblicato sulla rivista Nucleic Acids Research
Gli R-loop sono strutture ibride RNA-DNA a tre filamenti che svolgono importanti ruoli regolatori, ma la formazione eccessiva o deregolata di R-loop può innescare danni al DNA e instabilità del genoma.
La digestione degli R-loop si basa principalmente sull’azione di due ribonucleasi specializzate: RNasiH1 e RNasiH2.
La RNasiH2 è il principale enzima che effettua la rimozione di ribonucleotidi erroneamente incorporati durante la replicazione o la riparazione del DNA, attraverso la via di riparazione per escissione ribonucleotidica (RER). Nello studio è stato dimostrato che l’RNA elicasi umana DDX3X è in grado di sostituire la RNasiH2 nelle reazioni RER ricostituite.
In laboratorio, utilizzando substrati sintetici che imitano l’R-loop, si è potuto dimostrare che il solo DDX3X umano è stato in grado di spostare e degradare il filamento di singlestrandRNA ibridato al DNA.
Inoltre, è stato scoperto che DDX3X interagisce fisicamente con la RNasiH2 umana, e tale interazione ha soppresso l’attività nucleasica ed elicasica di DDX3X, ma ha stimolato di parecchi ordini di grandezza l’attività catalitica della RNasi trimericaH2, ma non della RNasiH1.
Infine, il silenziamento di DDX3X nelle cellule umane ha causato l’accumulo di ibridi RNA-DNA e focolai di ribonucleotidi fosforilati. Questi risultati supportano il ruolo di DDX3X come proteina di impalcatura e fattore ausiliario per l’RNasiH2 durante la degradazione dell’R-loop.
Passo significativo nella ricerca oncologica
L’importanza di questa scoperta va oltre la comprensione dei meccanismi cellulari.
Come sottolinea il Prof. Maga, “l’espressione della proteina DDX3X risulta alterata in molti tipi di tumore“. Tra le sue molteplici funzioni, la proteina è coinvolta anche nella trascrizione genica e nella risposta immunitaria. La scoperta di un suo ruolo essenziale nella regolazione degli R-loops – sotlolinea – apre nuovi scenari nella comprensione dei meccanismi con cui la cellula protegge il genoma e, allo stesso tempo, può indicare nuove strategie terapeutiche.”
La capacità della DDX3X di regolare gli R-loops potrebbe quindi offrire nuove prospettive per comprendere come la cellula difende il proprio genoma dagli attacchi delle mutazioni.
Implicazioni terapeutiche
Il legame tra l’integrità del genoma e la protezione contro il cancro non è mai stato così chiaro.
La scoperta del ruolo di DDX3X rappresenta un passo significativo nella ricerca oncologica e potrebbe contribuire a sviluppare trattamenti più efficaci per contrastare lo sviluppo e la progressione dei tumori. Le implicazioni terapeutiche sono promettenti: comprendere come questa proteina protegge il genoma potrebbe aprire la strada a nuovi approcci per prevenire e rallentare l’insorgenza del cancro.
Nuova frontiera nella lotta contro il cancro
In definitiva, lo studio condotto dal CNR-IGM di Pavia pone l’accento su un aspetto cruciale della biologia molecolare: la salvaguardia dell’integrità genomica.
Grazie a queste nuove scoperte, la proteina DDX3X potrebbe diventare un elemento chiave nella lotta contro i tumori, offrendo speranza per nuove terapie oncologiche ancora più mirate ed efficaci di quelle attuali.
Uno spunto di riflessione della D.ssa Halyna Maletska, psicopedagogista
“È incredibile pensare come una combinazione, apparentemente semplice, di due lettere e un numero – DDX3X – possa rappresentare una scoperta così rivoluzionaria in campo biologico, trasformandosi in una potenziale arma del futuro nella lotta contro i tumori.
La proteina DDX3X gioca, infatti, un ruolo cruciale nel mantenimento dell’integrità del genoma cellulare, un aspetto fondamentale per prevenire l’insorgenza del cancro. Questo aspetto non solo evidenzia l’importanza della ricerca scientifica, ma pone anche in primo piano il valore di sostenere iniziative come quelle della Fondazione AIRC, la quale ha reso possibile, finanziandola, tale scoperta.
Dal punto di vista umano e psicologico, sapere che la Scienza sta compiendo passi così concreti dà speranza a milioni di persone. La consapevolezza che ci siano menti brillanti di così tanti scienziati, impegnati in queste sfide, ci rassicura e ci motiva a sostenere ancora di più la ricerca di base.
Facciamo parte di una grande Comunità che crede nella scienza e nel progresso, dove ognuno di noi può contribuire ad esso sia sostenendo economicamente la ricerca, che diffondendo la conoscenza e sensibilizzando, in positivo, l’opinione pubblica.
Ogni passo in avanti, ogni scoperta come quella di DDX3X, non è solo una vittoria della conoscenza, ma anche una promessa di vita migliore per chi combatte il cancro. È grazie a questo instancabile impegno che possiamo guardare al domani con ottimismo e fiducia, consapevoli che la ricerca scientifica non è solo avanzamento di conoscenze ma VITA stessa fattasi concretezza.”
Articoli sulla ricerca di base in oncologia:
https://www.oncolife.it/novita-dalla-ricerca/combattere-cancro-la-riprogrammazione-del-dna/
https://www.oncolife.it/lavori-scientifici/i-microrna-diagnosi-e-nella-cura-del-cancro/
Fonti:
https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkae731/7742382 (articolo scientifico)