Cancro al pancreas-immagine: rispetto a un controllo (a sinistra), il trattamento con un oligonucleotide antisenso mirato a KRAS (a destra) riduce le dimensioni di uno sferoide di cellule tumorali pancreatiche coltivato in laboratorio. Crediti: 2026 Marco et al. Pubblicato originariamente sul Journal of Cell Biology
Gli oligonucleotidi antisenso (ASO) sono stati proposti come approccio terapeutico per bloccare la produzione di proteine difettose in un’ampia varietà di malattie, incluso il cancro. In uno studio pubblicato sul Journal of Cell Biology (JCB), i ricercatori del Cancer Research UK Scotland Institute e dell’Università di Glasgow hanno identificato un percorso attraverso il quale gli ASO entrano nelle cellule e raggiungono i loro bersagli, suggerendo nuove modalità per migliorare l’efficacia della terapia antisenso.
Gli ASO sono brevi filamenti di DNA progettati per legarsi a specifici RNA messaggeri (mRNA) che codificano per proteine all’interno delle cellule. I complessi DNA-mRNA risultanti possono quindi essere degradati da un enzima cellulare, impedendo all’mRNA di essere utilizzato per generare una proteina responsabile di una malattia. Ciò potrebbe potenzialmente bloccare la produzione di proteine tossiche alla base di alcune malattie neurodegenerative o disattivare l’espressione di proteine mutanti che guidano la proliferazione delle cellule tumorali.
Gli ASO vengono assorbiti dalle cellule attraverso un processo noto come endocitosi. Tuttavia, non è ancora chiaro come ciò avvenga esattamente e come gli ASO raggiungano successivamente il loro mRNA bersaglio. “Nonostante l’importanza del traffico endocitico per l’efficacia degli ASO, i meccanismi che ne regolano l’assorbimento e il percorso intracellulare rimangono poco compresi“, afferma Jim C. Norman, Professore presso il Cancer Research UK Scotland Institute e l’Università di Glasgow.
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Un percorso recettoriale nelle cellule
Norman e colleghi, guidati dal ricercatore post-dottorato Sergi Marco e in collaborazione con Ionis Pharmaceuticals, hanno studiato un ASO chiamato cET-ASO KRas (sviluppato da Ionis) che ha come bersaglio gli mRNA che codificano per la proteina KRAS mutata, una proteina che favorisce lo sviluppo di diversi tumori umani. Il trattamento di cellule tumorali pancreatiche con cET-ASO KRas riduce i livelli di KRAS mutata e inibisce la crescita del tumore in laboratorio.
I ricercatori hanno scoperto che cET-ASO KRas entra nelle cellule legandosi a una proteina recettrice presente sulla superficie cellulare, nota come CD44. Questo innesca una via di segnalazione che attiva una seconda proteina recettrice, EPHA2, causando l’internalizzazione del cET-ASO KRas all’interno della cellula, in piccoli compartimenti delimitati da membrana chiamati endosomi.
Fondamentalmente, EPHA2 ancora questi endosomi contenenti ASO vicino al nucleo cellulare, il compartimento in cui viene prodotta la maggior parte degli mRNA. Una volta nel nucleo, le membrane che circondano gli endosomi si danneggiano e diventano permeabili, consentendo a cET-ASO KRas di entrare nel citoplasma e incontrare il suo mRNA bersaglio.
Norman e colleghi hanno scoperto che interferire con questa via di segnalazione mediante l’eliminazione di CD44 o EPHA2 dalle cellule del cancro al pancreas, oppure esprimendo mutanti di EPHA2 incapaci di ancorare gli endosomi contenenti ASO al nucleo, impediva a cET-ASO KRas di ridurre i livelli di KRAS e di inibire la crescita tumorale.
Le cellule attenuano anche la terapia
Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che anche le cellule hanno un proprio modo per limitare il percorso e ridurre l’efficacia degli ASO.
Quando gli endosomi vicini al nucleo diventano permeabili, le cellule iniziano la formazione di strutture chiamate granuli di stress che sigillano e riparano la membrana endosomiale. Norman e colleghi hanno scoperto che bloccare la formazione dei granuli di stress con un farmaco chiamato ISRIB aumentava la capacità del cET-ASO Kras di sopprimere la produzione di KRAS.
I tumori pancreatici possono essere vulnerabili
In particolare, CD44 ed EPHA2 sono entrambi altamente espressi nei tumori pancreatici aggressivi. Si ritiene che CD44, in particolare, promuova la crescita tumorale favorendo l’assorbimento di nutrienti e mantenendo le cellule staminali tumorali resistenti alla terapia.
“Proponiamo che questo recettore, selezionato dai tumori pancreatici per la sua capacità di supportare la staminalità e la crescita tumorale, possa essere sfruttato come guardiano di un percorso endocitico in grado di veicolare molecole terapeutiche come cET-ASO Kras ai tumori aggressivi“, afferma Marco.
“La nostra scoperta che l’inibizione chimica del percorso che ripara le membrane endosomiali aumenta l’efficacia del cET-ASO KRas suggerisce che gli strumenti farmacologici che prendono di mira questa risposta allo stress potrebbero essere sfruttati anche per migliorare ulteriormente la somministrazione di queste terapie”, afferma Norman.
Fonte: Journal of Cell Biology