Rivelati importanti legami tra infezioni microbiche e molti tumori

infezioni microbiche

Immagime, cellula tumorale durante la divisione. Credit: National Institutes of Health.

È generalmente noto che i virus, con le loro capacità di invasione cellulare, possono essere responsabili di numerosi tumori diversi. Ciò che è meno ampiamente discusso sono le capacità cancerogene dei batteri o i processi attraverso i quali possono causare malignità.

In un articolo di revisione apparso nel numero di Trends in Molecular Medicine del 18 novembre, all’Università della Carolina del Nord a Charlotte, i biologi oncologi Pinku Mukherjee e Mukulika Bose discutono di un meccanismo che potrebbe implicare le infezioni batteriche in un’ampia varietà di tumori.

L’articolo, “Microbe—MUC1 Crosstalk in Cancer-Associated Infections,”, spiega la probabile implicazione delle interazioni microbiche (specialmente batteriche) con la glicoproteina nota come MUC1 nei tumori che coinvolgono le cellule epiteliali , inclusi i tumori del colon, dei polmoni, dello stomaco, fegato e pancreas.

Le cellule epiteliali sono cellule che sono spesso specializzate per scopi di assorbimento o secrezione e per formare fodere o barriere negli organi, inclusi intestino, polmoni, stomaco, fegato e organi riproduttivi. MUC1 è una proteina “transmembrana”che si estende all’esterno, attraverso e all’interno della membrana cellulare fino al citoplasma – ed è presente in quasi tutte le cellule epiteliali ghiandolari. Fa parte di un gruppo di proteine ​​note come “mucine” per il loro coinvolgimento in strati mucosi protettivi, le cui caratteristiche gelificanti sono causate da molecole di zucchero che ricoprono parte della lunghezza della proteina (“glicosolazione”). Gli zuccheri, essenzialmente, interagiscono con le molecole d’acqua, creando una barriera scivolosa e viscida, proteggendo gli strati cellulari da agenti patogeni e danni ambientali.

Mukherjee, illustre Professore di ricerca sul cancro all’ Irwin Belk e Presidente del Dipartimento di Scienze Biologiche dell’UNC Charlotte, ha svolto notevoli ricerche in passato, sui ruoli sorprendentemente negativi che MUC1 può svolgere in una varietà di tumori. L‘associazione della proteina con il cancro è molto forte, come osserva l’articolo. Il  National Cancer Institute ha classificato MUC1 come il secondo miglior antigene bersaglio per lo sviluppo di vaccini contro il cancro.

Mukherjee lavora anche sull’interazione tra cancro e infezioni patogene. “Ora è noto che circa il 20% di tutte le neoplasie maligne, in particolare le neoplasie epiteliali, è associato a una sorta di infezione, virale o batterica e che l’infiammazione persistente è la causa principale”, osserva il ricercatore.

Mukherjee spiega che ora si sa molto sui virus e sui meccanismi biologici coinvolti, ad esempio l’associazione dell’HPV con il cancro cervicale. “Ma si sa molto poco su ciò che provoca i tumori associati alle infezioni batteriche“, ha detto Mukherjee.

Le infezioni persistenti possono essere diverse a causa degli effetti dei loro attacchi a lungo termine sui meccanismi di difesa cellulare.

“Ma se queste persistenti infezioni batteriche causano aberrazioni sugli strati epiteliali, le mucine devono essere coinvolte perché ogni cellula epiteliale ghiandolare ha delle mucine e sappiamo che le mucine sono il primo strato protettivo di qualsiasi infezione batterica”, ha aggiunto il ricercatore.

“Incorporato nella membrana cellulare epiteliale, con la sua estremità esterna ricoperta di zuccheri e la sua estremità interna che galleggia in gran parte nel citoplasma della cellula, MUC1 svolge un ruolo ampiamente protettivo”, spiega Mukherjee. Le molecole sulla superficie delle cellule batteriche si legano allo strato mucoso o all’estremità glicosolata di MUC1, ma la cellula è pronta per l’attacco e risponde.

“Il legame dei batteri innesca MUC1 per liberare il suo dominio extracellulare (la sezione glicosolata) con i batteri ad esso attaccati e il tutto va allo strato mucoso, dove i batteri vengono rimossi”, ha detto il ricercatore. “MUC1 funziona così, come un antinfiammatorio spingendo fuori i batteri attaccanti e inghiottendoli nella molecola zuccherina. Tuttavia, il processo può avere effetti collaterali. Questo è principalmente il modo in cui funziona MUC1, ma cosa succede a volte quando MUC1 si diffonde? Si attiva la sua coda esterna e citoplasmatica (il segmento interno della proteina). Una diga batterica persistente su una cellula attiva qualche coda citoplasmatica e sappiamo che quando viene attivata la coda citoplasmatica può innescare vie di segnale che causano il cancro “.

MUC1 può quindi svolgere un duplice ruolo durante l’infezione, sia antinfiammatorio evitando l’attacco batterico, sia proinfiammatorio, innescando processi infiammatori che, a loro volta, possono causare malignità.

“Il duplice ruolo di MUC1 come protettivo e oncogenico in presenza di infezione microbica è, in poche parole, cio’ di cui tratta questo articolo”, ha spiegato Mukherjee.

L’articolo esamina studi su una dozzina di infezioni comuni da batteri e virus che sono noti per coinvolgere MUC1 e rileva un numero limitato di esempi in cui è noto che la proteina svolge un ruolo pro-infiammatorio.

“Il campo ha esaminato questi meccanismi solo in un numero limitato di tumori associati alle infezioni e anche in meno in cui sono coinvolti batteri”, ha osservato il ricercatore.

L’ipotesi di Mukherjee sottolinea il ruolo centrale di MUC1 e mucine come obiettivo della ricerca futura. A causa delle forti connessioni tra i processi proteici e tumorali nelle cellule epiteliali e il forte coinvolgimento delle proteine ​​nella lotta alle infezioni microbiche, si puo’ parlare di una connessione ovvia, ma poco chiara, tra infezione e cancro.

“L’idea è che a un certo punto dovremo iniziare a studiare le mucine più seriamente”, ha detto il ricercatore. “Piuttosto che studiare solo le mucine nelle cellule tumorali già trasformate, dobbiamo studiarle prima che le cellule si trasformino e vedere cosa sta succedendo. Il lavoro svolto sul cancro deve essere collegato al lavoro sul lato batterico e sul ruolo dell’infezione nell’innescare l’infiammazione”.

Fonte, Trends in Molecular Medicine (2019)