In molte parti del mondo, tra cui l’Asia sud-orientale e l’Africa sub-sahariana, l’esposizione ad un prodotto fungoso chiamato aflatossina è ritenuta la causa principale (fino all’80% dei casi) di cancro al fegato.

Questo fungo è spesso trovato in mais, arachidi e altre colture che sono prodotti dietetici abitualmente usati in queste regioni.

La ricerca per determinare se le cellule del fegato sono esposte all’aflatossina

I ricercatori del MIT, sequenziando il DNA delle cellule epatiche (cioè delle cellule che compongono il fegato), hanno sviluppato un modo per determinare se le cellule siano state esposte all’aflatossina. Questo profilo di mutazioni potrebbe essere utilizzato per valutare il rischio di sviluppare il cancro al fegato, potenzialmente molti anni prima che i tumori appaiano effettivamente.

“Quello che facciamo è creare un’impronta digitale“, affermano John Essigmann, William R. e Betsy P. Leitch, professori di Ingegneria Biologica e Chimica presso MIT.

L’esposizione all’aflatossina di solito comporta una mutazione genetica che converte la base di guanina del DNA in timina. Questo può spesso portare ad un cancro al fegato, anche se in regioni come gli Stati Uniti e l’Europa, dove l’alimentazione è più altamente regolata, il rischio è più basso.

Lo studio

In primo luogo, i ricercatori hanno esposto i topi ad una singola dose di aflatossina, quattro giorni dopo la nascita. Dopo questa esposizione, tutti i topi hanno sviluppato un cancro al fegato. I ricercatori hanno sequenziato il DNA di questi tumori e anche dalle cellule epatiche rimosse solo 10 settimane dopo l’esposizione, prima che i tumori si sviluppassero.

Per trovare mutazioni a 10 settimane, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica di sequenziamento genomica potente che può identificare mutazioni molto rare. A differenza della maggior parte delle tecniche di sequenziamento del DNA, quella utilizzata in questa ricerca, sviluppata dall’Università di Washington, unisce dati di due fili complementari di DNA che vengono barcodati in modo che le loro informazioni di sequenza possano essere successivamente ricombinate. In questo modo, i ricercatori possono distinguere le mutazioni reali dagli errori di copia. Questa tecnica è da 1000 a 10.000 volte più precisa del sequenziamento convenzionale del DNA, e consente ai ricercatori di essere sicuri che le rare mutazioni che trovano non sono semplicemente errori.

La scoperta

I ricercatori hanno scoperto che a 10 settimane era già emerso un modello distintivo di mutazioni che potrebbe servire da “impronta digitale” per l’esposizione all’aflatossina. In particolare, circa il 25% delle mutazioni si è verificato nelle sequenze CGC. Per ragioni non ancora conosciute, l’aflatossina produce maggiori mutazioni nella guanina quando è affiancata dalla citosina da entrambi i lati.

Sono stati confrontati  i profili di mutazione dei topi esposti ad aflatossina alle sequenze genetiche presenti nei tumori epatici di più di 300 pazienti provenienti da tutto il mondo. Hanno trovato che la “firma” delle cellule del topo ha molte affinità con le firme di 13 pazienti, principalmente originari dell’Africa sub-sahariana e dell’Asia, che si ritenevano essere stati  esposti all’aflatossina nella loro dieta.

In futuro: test più semplice per nuovi farmaci

Il team MIT ora spera di elaborare un test più semplice, come un esame del sangue, che potrebbe essere utilizzato anche per studiare nuovi farmaci protettivi contro il cancro o scoprire  regimi dietetici che potrebbero impedire mutazioni del DNA causate da aflatossina. In Cina, gli scienziati stanno verificando se il tè di broccoli possa aiutare a prevenire questo tipo di cancro al fegato, in quanto il broccolo contiene un composto che blocca anche il percorso che porta a mutazioni indotte da aflatossina.

Oltre ad indagare su come altri fattori, come l’infiammazione, influenzino la progressione dei tumori affetti da aflatossina, il team di MIT prevede di trovare profili di mutazione prodotti da altri cancerogeni del fegato, come la dimetilnitrosamina, un sottoprodotto chimico recentemente trovato come contaminante in alcune fonti locali bevendo acqua.

“L’ipotesi che guida questo campo è che ogni agente che contribuisca ai cambiamenti genetici responsabili del cancro ha una propria firma mutazionale unica e quelle firme possono essere utilizzate per identificare i contributi di ciascuno di questi agenti al tumore che in ultima analisi si sviluppa” Dice Croy.

Fonti:

http://news.mit.edu/2017/detecting-mutations-earlier-liver-cancer-diagnosis-0327