Infiammazione-immagine: illustrazione dei batteri presenti nell’intestino umano. Crediti: Darryl Leja, National Human Genome Research Institute, National Institutes of Health
L‘infiammazione cronica può aumentare il rischio di cancro e un nuovo studio rivela dettagli chiave su come ciò possa accadere nell’intestino, indicando modi migliori per identificare e ridurre il rischio. Gli scienziati del Broad Institute e dell’Università di Harvard hanno scoperto, in studi sui topi, che dopo la colite (infiammazione intestinale cronica), i tessuti intestinali apparentemente guariti possono conservare la memoria dell’infiammazione precedente attraverso “cicatrici” molecolari che facilitano l’insediamento del cancro in un secondo momento.
Queste memorie sono codificate come cambiamenti nell’epigenoma che vengono trasmessi da cellula a cellula attraverso molte generazioni di divisione cellulare, con effetti a lungo termine sull’attività genica che possono successivamente favorire la crescita del tumore.
Lo studio, pubblicato su Nature, suggerisce un processo a due fasi nel tempo, in cui alterazioni del genoma – un cambiamento epigenetico e una mutazione cancerogena – possono accelerare la crescita del tumore. Indica inoltre possibili vie per identificare e possibilmente intervenire su questi fattori che promuovono il cancro con nuovi biomarcatori e terapie.
“Questa scoperta è un ottimo esempio di come le nostre esperienze e le nostre esposizioni influenzino la nostra salute futura”, ha affermato Jason Buenrostro, autore senior dello studio, membro del Broad Institute, Professore all’Università di Harvard presso il Dipartimento di Biologia delle Cellule Staminali e Rigenerativa, responsabile del progetto Biology of Adversity presso il Broad Institute e co-investigatore del team PROSPECT del Cancer Grand Challenges. “Abbiamo dimostrato che i cambiamenti epigenetici sono il tassello mancante nel meccanismo che porta all’insorgenza del cancro tramite l’infiammazione”.
Cicatrici nell’epigenoma
Negli ultimi decenni, l’incidenza del cancro del colon-retto è aumentata drasticamente tra i giovani, il che suggerisce che cambiamenti nella dieta, nello stile di vita o nell’esposizione a tossine potrebbero incrementare il rischio, piuttosto che modifiche alla variabilità genetica ereditaria, che possono impiegare migliaia di anni per manifestarsi.
“Questi fattori sono transitori: la dieta che seguivi durante l’adolescenza non è la stessa di adesso, ma può influenzare il rischio di cancro nel corso della vita“, ha affermato Surya Nagaraja, primo autore dello studio, ricercatore post-dottorato presso il laboratorio di Buenrostro, specializzando in patologia al Massachusetts General Hospital e membro del team PROSPECT.
Nel nuovo studio, i ricercatori si sono concentrati sull’infiammazione cronica, uno dei maggiori fattori di rischio per il cancro in diversi tessuti. In un modello animale, i ricercatori hanno indotto un’infiammazione nell’intestino e hanno poi osservato i cambiamenti nelle cellule del colon.
I ricercatori hanno sviluppato un metodo per misurare simultaneamente diversi parametri nelle singole cellule: lo stato trascrizionale, ovvero quali geni vengono espressi; lo stato epigenomico, ossia quali parti del genoma sono accessibili in modo che i geni in quelle regioni possano essere attivati o disattivati e la storia clonale, che rivela l’albero genealogico di una cellula.
Anche dopo che l’infiammazione si era attenuata e i tessuti sembravano guariti, il team ha osservato che alcune cellule conservavano una memoria epigenetica duratura dell’esposizione, con determinati siti del DNA che rimanevano aperti e accessibili anche quando l’espressione genica era tornata alla normalità.
Quando in seguito gli scienziati introdussero una mutazione che favoriva il cancro, i tessuti con memoria epigenetica svilupparono tumori più grandi che crescevano più velocemente rispetto a quelli presenti nei tessuti senza precedente infiammazione. Ciò avvenne grazie all’attivazione di gruppi di geni che contribuivano alla crescita del cancro e che, grazie alla memoria dell’infiammazione, risultavano più accessibili – e quindi più facilmente regolabili.
Lo studio conclude che questa memoria epigenetica è la prima di una “doppia azione” che può persistere per tutta la vita, consentendo a una successiva mutazione di innescare la crescita del tumore. Il team ha scoperto che le cellule staminali con la memoria epigenetica più forte trasmettono questi cambiamenti alle loro cellule “figlie”, creando intere famiglie di cellule predisposte al cancro.
“Nell’epigenoma, osserviamo questo effetto robusto e di lunga durata, in attesa del momento opportuno per influenzare l’espressione genica, e avevamo bisogno di esaminare lo strato epigenetico per poter osservare questi effetti“, ha affermato Buenrostro.
Ha aggiunto che le scoperte del gruppo potrebbero portare a ripensare le modalità di insorgenza del cancro.
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“Tutti noi portiamo con noi mutazioni genetiche legate al cancro, ma non tutti sviluppiamo il cancro. Non è solo la mutazione genetica a contare: anche il tipo di cellula e le esperienze che essa vive determinano l’esito della malattia“.
I ricercatori stanno studiando se queste cicatrici molecolari possano essere individuate in campioni di feci umane per identificare gli individui a maggior rischio. Questi nuovi indizi potrebbero anche aprire la strada a futuri trattamenti mirati a correggere il meccanismo sottostante.
“Il team PROSPECT sta lavorando per scoprire importanti informazioni sull’aumento globale dell’incidenza del cancro del colon-retto nei giovani adulti. Se convalidati nell’uomo, questi ultimi risultati suggeriscono che l’infiammazione cronica in età precoce potrebbe influenzare il rischio di sviluppare un cancro al colon decenni dopo. È importante sottolineare che questa scoperta potrebbe aiutarci a capire chi è maggiormente a rischio e a sviluppare nuovi approcci per prevenire o intercettare la malattia in una fase precoce. Si tratta di un esempio concreto del tipo di scoperte che il programma Cancer Grand Challenges si propone di realizzare”, ha affermato David Scott, Direttore di Cancer Grand Challenges.
Fonte: Nature