Ricercatori dell’Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology (AIBN) dell’Università del Queensland hanno scoperto una firma del DNA unica nel suo genere e che sembra essere comune a tutti i tipi di tumori.
Sulla base di questa scoperta, il team ha sviluppato una nuova tecnologia che consente di rilevare rapidamente e facilmente il cancro da qualsiasi tipo di tessuto come dal sangue o dalla biopsia.
Lo studio, che è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications, rivela una nuova lettura di come la riprogrammazione epigenetica nel cancro, che regola le proprietà fisiche e chimiche del DNA, potrebbe portare a un approccio innovativo alla diagnostica veloce.
“Poiché il cancro è una malattia estremamente complicata e variabile, è stato difficile trovare una semplice firma comune a tutti i tumori, distinta dalle cellule sane”, spiega la dott.ssa Abu Sina, una delle ricercatrici.
Lo studio sui DNA liberi circolanti
Per risolvere questo problema, la dott.ssa Sina e la dott.ssa Laura Carrascosa, che lavorano con il professor Matt Trau presso l’AIBN, si sono concentrate su qualcosa chiamato DNA libero circolante.
Come le cellule sane, anche le cellule tumorali sono sempre in fase di morte e di rinnovamento. Quando muoiono si sfaldano e rilasciano il loro contenuto, incluso il DNA, che poi inizia a circolare nel sangue.
I ricercatori hanno così esaminato i modelli epigenetici sui genomi delle cellule tumorali e delle cellule sane. Si tratta di analizzare delle particolari molecole che si legano al DNA chiamate gruppi metilici, tipici dei meccanismi di regolazione epigenetica.
Questi gruppi metilici sono importanti per la funzione cellulare poiché servono come segnali che controllano quali geni vengono attivati e quali disattivati in un dato momento della vita cellulare.
La differenza tra cellule sane e cellule tumorali
I ricercatori hanno scoperto che il genoma di una cellula cancerosa è essenzialmente sterile, tranne che per punti decisamente densi di gruppi metilici situati in posizioni molto specifiche.
Questa firma unica nel suo genere, ribattezzata dai ricercatori “methylscape“, si è dimostrata essere presente in tutti i tipi di tumore al seno che sono stati esaminati.
E’ stata trovata anche in altre forme di cancro, tra cui il cancro alla prostata, il cancro del colon-retto e il linfoma.
“Praticamente ogni pezzo di DNA canceroso che abbiamo esaminato aveva questo schema altamente prevedibile ” spiega il professor Trau.
“Se si pensa a una cellula come a un disco rigido, i nuovi risultati suggeriscono che il cancro ha bisogno di determinati programmi o app genetici per funzionare e questa sembra essere una caratteristica generale per tutti i tumori”.
Un sistema molto semplice per individuare queste modifiche
Non contenti i ricercatori sono persino riusciti a mettere a punto un test molto semplice per rilevare queste particolari caratteristiche sul DNA.
Si tratta di nanoparticelle d’oro che cambiano istantaneamente colore a seconda che siano presenti o meno queste nanostrutture 3-D del DNA del cancro.
La tecnologia è stata adattata anche per i sistemi elettrochimici, che consentirebbe il rilevamento utilizzando un telefono cellulare.
Finora hanno testato la nuova tecnologia su 200 campioni tra diversi tipi di cancro umano e cellule sane. In alcuni casi, l’accuratezza della rilevazione del cancro arriva fino al 90%.
Le nuove frontiere della Tumor Reversion
Se da un lato la ricerca sulla riprogrammazione epigenetica delle cellule ha scoperto un modo efficace per diagnosticare in anticipo i tumori, dall’altro lo stesso filone di ricerca sta anche dimostrando come sia possibile riprogrammare le cellule malate.
Così come ha spiegato il prof. Trau, sembra che le cellule abbiano bisogno di un programma informazionale completo per poter funzionare, se quindi il programma si inceppa si potrebbe cercare di riprogrammarlo con le informazioni corrette.
E’ lo schema di ricerca che da anni il prof Mariano Bizzarri, direttore dell’SBGLab presso l’Università Sapienza di Roma ed il dott. Pier Mario Biava, stanno seguendo studiando come i fattori di differenziazione che guidano lo sviluppo embrionale possano essere utilizzati anche nella cura dei tumori, riprogrammandoli.
I risultati già ottenuti sono sorprendenti, sul sito www.oncovita.it è possibile consultare i principali lavori scientifici ed entrare in contatto con alcuni dei medici e ricercatori coinvolti.