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Come il cancro causa danno cardiaco

(Cancro e danno cadìrdiaco-Immagine Credit Public Domain).

Un nuovo studio su modelli animali mostra che la sola presenza di un tumore canceroso può portare a danni cardiaci e suggerisce che i colpevoli sono molecole chiamate radicali liberi che interagiscono con cellule specifiche del cuore.

I tumori nei topi e nei moscerini della frutta hanno portato a vari gradi di disfunzione cardiaca, in particolare una diminuzione delle capacità di pompaggio del sangue del cuore.

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L’aggiunta di specifici tipi di antiossidanti al cibo consumato dai moscerini della frutta con tumori ha invertito il danno ai loro cuori, una scoperta che suggerisce che il danno causato dai radicali liberi era il probabile legame tra cancro e disfunzione cardiaca.

“Il cancro diventa una malattia sistemica”, ha detto l’autore principale Shubha Gururaja Rao, assistente Professore di farmacologia presso la Ohio Northern University e membro aggiunto della facoltà di fisiologia e biologia cellulare presso l’Ohio State University.

La maggior parte di ciò che è noto sul legame del cancro con il danno cardiaco riguarda gli effetti tossici della chemioterapia e l’atrofia muscolare comunemente sperimentata dai malati di cancro.

Questo è il primo studio ad utilizzare un modello genetico per studiare l’effetto diretto del cancro sulla disfunzione cardiaca. I ricercatori hanno scoperto che diversi geni associati al cancro influenzano il cuore in modi diversi, segno che le informazioni genetiche potrebbero un giorno guidare le decisioni terapeutiche per la protezione del cuore nei malati di cancro.

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“Questo suggerisce che il trattamento potrebbe essere adattato se si conoscessero i geni che causano il cancro o i geni che sono anormali in alcuni tipi di cancro”, ha affermato Harpreet Singh, co-autore principale dello studio e Professore associato di fisiologia e biologia cellulare presso l’Ohio State. “Soprattutto, vogliamo rendere consapevoli i medici che al primo rilevamento del cancro, molto prima che inizi il deperimento muscolare o inizi la chemioterapia, altri organi stanno ricevendo il messaggio e ne vengono colpiti”.

Lo studio è pubblicato sulla rivista Antiossidanti.

Si stima che dal 50 all’80% dei malati di cancro sviluppino la condizione di atrofia muscolare chiamata cachessia che può portare a insufficienza cardiaca e i trattamenti con radiazioni e chemioterapia sono associati a danni correlati alla tossicità del muscolo cardiaco.

Tuttavia, la ricerca emergente ha suggerito che i problemi cardiaci possono emergere prima che si verifichi il trattamento del cancro o dell’atrofia muscolareIl team dell’Ohio State ha osservato che uno studio pubblicato di recente sul Journal of America Heart Association ha riportato l’individuazione di anomalie nel tessuto cardiaco e nella funzione cardiaca in pazienti affetti da cancro umano prima dell’inizio del trattamento del cancro.

In questo nuovo studio, i ricercatori dello Stato dell’Ohio hanno iniettato cellule di cancro al seno nelle ghiandole mammarie di topo e hanno misurato la funzione cardiaca degli animali quattro settimane dopo. Hanno scoperto che due misure della gittata del pompaggio cardiaco, la frazione di eiezione ventricolare sinistra e l’accorciamento frazionario, erano diminuite di circa il 20% e il 22%, rispettivamente.

Nei moscerini della frutta, il team ha sovraespresso i geni che causano il cancro per innescare lo sviluppo di tumori negli occhi dei moscerini. Gli scienziati hanno osservato una frazione di eiezione significativamente più bassa e un accorciamento frazionario, simile a quanto osservato nei topi con tumori, nonché un aumento della frequenza cardiaca nelle mosche con tumori.

I ricercatori hanno riscontrato un aumento del tasso di produzione in tutto il corpo e un numero totale più elevato di radicali liberi, noti anche come specie reattive dell’ossigeno, nei moscerini della frutta con tumori rispetto ai controlli. Anche il tasso di produzione di specie reattive dell’ossigeno era significativamente più alto nei topi con tumori rispetto ai controlli.

Per verificare se gli integratori potessero invertire il danno cardiaco correlato al tumore, al cibo dei moscerini della frutta sono stati aggiunti per sette giorni quattro antiossidanti: glutatione (GSH), vitamina E, CoQ10 o vitamina C.

I risultati hanno mostrato che tutti tranne la vitamina C hanno riportato la funzione cardiaca delle mosche a livelli normali.

“Non sappiamo ancora perché un antiossidante funzioni rispetto a un altro“, ha detto Rao, aggiungendo che poiché le mosche assumevano gli antiossidanti attraverso il cibo, i ricercatori non hanno nemmeno informazioni definitive sulle dosi di antiossidanti.

Lei e Singh hanno anche sottolineato che le specie reattive dell’ossigeno sono solo un meccanismo identificato di danno cardiaco correlato al tumore e che c’è ancora molto da imparare su come gli antiossidanti potrebbero adattarsi a un regime di trattamento.

Vedi anche:Cancro del colon: scoperto un gene che controlla la gravità

Sebbene questa ricerca si sia concentrata su un gene cancerogeno per studiare il meccanismo del danno cardiaco nei moscerini della frutta, i ricercatori hanno inizialmente testato gli effetti di diversi geni cancerogeni nei moscerini. La funzione cardiaca interessata e l’intensità degli effetti sul cuore variavano a seconda del gene. Rao prevede di continuare gli studi genetici sui moscerini della frutta e di testare gli effetti ricostituenti degli antiossidanti sui cuori dei topi con tumori.

Spiegano gli autori:

Il cancro e le malattie cardiache sono le due principali cause di mortalità e morbilità in tutto il mondo. Molti malati di cancro vanno incontro a complicazioni cardiache con conseguente elevata incidenza di mortalità. Si ipotizza generalmente che la disfunzione cardiaca nei pazienti oncologici si verifichi a causa della cardiotossicità indotta da agenti terapeutici, utilizzati per trattare i tumori e/o la cachessia indotta dal cancro. Tuttavia, non è noto se i tumori localizzati o la crescita cellulare non regolata influenzino sistematicamente la funzione cardiaca prima del trattamento e/o prima dell’inizio della cachessia, rendendo quindi il cuore vulnerabile ad anomalie strutturali o funzionali nelle fasi successive della malattia. Abbiamo incorporato topo complementare e Drosophilamodelli per stabilire se l’induzione del tumore causi effettivamente difetti cardiaci anche prima dell’intervento con la chemioterapia o dell’insorgenza di cachessia. Ci siamo concentrati su uno dei percorsi chiave coinvolti nella crescita cellulare irregolare, il percorso Hippo-Yorkie (Yki). Abbiamo usato la sovraespressione del co-attivatore trascrizionale della via di segnale Yki per indurre la crescita eccessiva cellulare e mostrare che la sovraespressione di Yki nel tessuto oculare di Drosophila determina una funzione cardiaca compromessa. Salviamo questi fenotipi cardiaci utilizzando un trattamento antiossidante, con il quale concludiamo che la tumorigenesi indotta da Yki provoca un aumento sistemico dei ROS che influenzano la funzione cardiaca. I nostri risultati mostrano che la disfunzione cardiaca sistemica si verifica a causa di una crescita eccessiva cellulare anormale o del cancro in altre parti del corpo; l’identificazione di difetti cardiaci specifici associati a vie oncogene può facilitare la possibile diagnosi precoce di disfunzione cardiaca“.

Singh sta collaborando con i medici dell’Ohio State e di altre istituzioni per raccogliere campioni di sangue da pazienti affetti da cancro che hanno insufficienza cardiaca. “Il segnale viaggia dal tumore al cuore e il tessuto che collega questi siti è il sangue, quindi la domanda è: le specie reattive dell’ossigeno viaggiano attraverso il sangue?” Egli ha detto. “Dal punto di vista clinico, la nostra priorità è cercare la correlazione tra i diversi percorsi oncogeni e l’insufficienza cardiaca. In secondo luogo, vogliamo vedere qual è il messaggio e se possiamo prescrivere antiossidanti“.

Credit: Creative Commons Attribution License 

Altri coautori includono Priyanka Karekar, Haley Jensen, Kathryn Russart, Devasena Ponnalagu, Shridhar Sanghvi, Sakima Smith e Leah Pyter dell’Ohio State e Sarah Seeley dell’Ohio Northern University (ONU).

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