04:03 15 Aprile 2021
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Secondo le stime dei ricercatori, tra l’11 e il 25% degli abitanti della Terra muore di tumore.

Statistiche simili sono nel complesso valide anche per gli altri animali, eccezion fatta per gli elefanti, le talpe senza pelo e le talpe comuni che si ammalano raramente di patologie oncologiche. Gli scienziati hanno appurato che cosa è in grado di difendere questi animali dal tumore.

Paradosso di Peto

Nell’uomo vi sono cellule circa 1000 volte in più di quante ve ne siano nei topi. E vivono circa 30 volte più a lungo. Ciò significa che ci si ammala di cancro più frequentemente. Infatti, più cellule ci sono, più frequentemente si dividono e maggiore è la probabilità che si producano errori in grado di portare al tumore.

Tuttavia, il rischio di comparsa di una neoplasia maligna nei topi e nell’uomo è pressoché identico. Mentre negli elefanti è significativamente più basso.

Il primo a prestare attenzione a questa incongruenza fu nel 1977 l’epidemiologo britannico Richard Peto. La situazione era poi complicata dal fatto che si registrano correlazioni tra le dimensioni corporee, l’età e il rischio di contrarre un tumore. Ad esempio, gli adulti presentano più frequentemente delle neoplasie maligne e altrettanto spesso muoiono di forme aggressive di cancro. Se questo fenomeno sia dovuto proprio alla divisione cellulare è ancora una questione controversa. Oggi è noto che molti geni legati, ad esempio, all’altezza possono influenzare la probabilità di sviluppare patologie oncologiche. Ma ad ogni modo continua a registrarsi una correlazione tra le dimensioni corporee, l’aspettativa di vita e il rischio oncologico.

Peto ipotizzò che durante il processo evolutivo i grandi e longevi mammiferi fossero riusciti a elaborare appositi meccanismi per distruggere le cellule del neonato tumore. Ma considerato che questi grandi animali comparvero in maniera indipendente gli uni dagli altri durante la storia del pianeta, appare evidente che questi meccanismi fossero di volta in volta molto diversi. E successivi studi hanno confermato queste ipotesi.

Protetti dalle copie

Nel 2015 Vincent Lynch, docente di Genetica presso l’Università di Chicago, preparò una lezione sul paradosso di Peto. Al tempo si sapeva già che nell’uomo e in molti altri mammiferi il tumore è legato al gene TP53 che garantisce protezione dalla trasformazione delle cellule in tumore. In caso di danneggiamento del DNA (dovuto ad esempio da una radiazione) la proteina da esso generata attiva i processi di riparazione genomica. Se questo non è possibile, viene avviata l’apoptosi, ossia il processo di autodistruzione della cellula danneggiata. Il giorno prima della lezione lo scienziato decise che avrebbe fatto tutto il possibile per cercare questo gene nel DNA dell’elefante. Immaginate la sua sorpresa quando scoprì che l’elefante possiede non 1 o 2 (come nell’uomo), bensì 20 copie di gene antitumorale.

In seguito il suo team di ricerca analizzò i genomi degli altri animali simili all’elefante e appurò che nell’ordine dei proboscidati il numero di queste copie cresce proporzionalmente alle dimensioni dell’animale. E la maggior parte di questi erano retrogeni in cui erano assenti introni, ossia le regioni non codificanti del DNA. Solitamente i retrogeni non sono funzionali, ma negli elefanti presentavano la funzione di identificazione delle cellule “problematiche”.

Inoltre, è emerso che la proteina prodotta dai geni antitumorali degli elefanti è di elevatissima qualità. I ricercatori dell’Università dello Utah, infatti, hanno stabilito che, mentre la proteina prodotta dal TP53 umano dà alle cellule danneggiate la possibilità di ripararsi, la sua analoga nell’elefante attiva direttamente il processo di apoptosi. Negli esperimenti, a parità di radiazione ionizzante, i linfociti dell’elefante si autodistruggevano con una frequenza due volte maggiore rispetto a quelli umani.

In seguito gli scienziati hanno aggiunto la proteina degli elefanti alla linea cellulare tumorale dell’uomo e dei topi che presentava difetti al gene TP53. In entrambi i casi il processo di apoptosi è migliorato.

Basandosi su questi risultati, gli scienziati americani e israeliani hanno messo a punto un farmaco in grado non solo di curare il cancro, ma anche di prevenirlo. Si prevede che questo farmaco sarà accessibile sotto forma di microcapsule in grado di fondersi con le membrane cellulari e di inoculare all’interno della cellula la proteina degli elefanti.

Il contesto è determinante

Nel 2013 la rivista Science dichiarò “vertebrato dell’anno” la talpa senza pelo (Heterocephalus glaber), un roditore di piccola taglia che vive in Africa. Quest’onore è dovuto all’aiuto che l’animale ha prestato nelle ricerche sul cancro. Longevità inusuale (almeno per i roditori), assenza di segnali dell’invecchiamento in età adulta, assenza di patologie oncologiche: queste caratteristiche hanno reso l’animale un oggetto di studio ideale.

Tuttavia nel 2016 si sono registrati due esemplari maschi degli zoo di Washington e dell’Illinois ammalati di cancro. Al primo hanno diagnosticato un carcinoma neuroendocrino allo stomaco, mentre al secondo un adenocarcinoma indifferenziato. Un anno dopo gli scienziati dell’Università della Florida hanno segnalato altri 4 casi. Dopodiché non sono stati registrati altri casi di neoplasie maligne in questi roditori.

Ma è stato appurato che anche le cellule della talpa senza pelo possono trasformarsi in cellule tumorali (prima si credeva che fossero immuni alla trasformazione tumorale). Ciò significa che il segreto sta nelle caratteristiche dell’ambiente loro circostante, secondo gli scienziati di Cambridge.

Questi hanno prelevato 79 campioni di tessuto dall’intestino, dal pancreas, dalla pelle, dai polmoni e dai reni di 11 talpe e li hanno infettati con dei virus che provocano il tumore nei roditori. Le cellule infettate hanno cominciato a riprodursi rapidamente e a formare colonie trasformandosi in cellule tumorali.

I ricercatori hanno inoculato queste cellule nei roditori. Alcune settimane dopo gli animali hanno sviluppato delle neoplasie maligne, mentre nelle talpe senza pelo non era successo niente di simile. Apparentemente, in questi animali il tumore nella fase iniziale è tenuto sotto controllo da un contesto particolare creato dal loro organismo. In verità, ancora non sappiamo cosa succeda realmente. Uno dei probabili killer del tumore è il sistema immunitario dei roditori che è in grado di identificare e distruggere per tempo le cellule “problematiche”.
Immunità senza memoria

I parenti alla lontana delle talpe senza pelo (Spalax golani e Spalax judaei) che vivono in Israele e Siria sono anch’essi quasi immuni al cancro.

Come evidenziato dagli scienziati della Rochester University questo è legato alla proteina IFN-beta. Nel processo di trasformazione tumorale la proteina innesca nelle cellule il processo di autodistruzione.

Nelle cellule di questi animali sono stati inoculati geni danneggiati che le hanno indotte a dividersi senza sosta. Tuttavia, nell’arco di alcune generazioni le cellule morivano velocemente per necrosi e apoptosi. Nelle colture cellulari morte sono state rilevate molecole della proteina IFN-beta che, a quanto pare, avrebbe innescato il processo di autodistruzione.

Questa sostanza appartiene alla classe degli interferoni, apposite proteine prodotte dall’organismo per difendersi dai virus. In caso di infezione penetrano nelle cellule vicine e le modificano in modo che il virus non possa entrarvi. Talvolta questo provoca l’apoptosi, il che priva il virus della possibilità di riprodursi ulteriormente.

Nel caso delle cellule tumorali l’interferone IFN-beta le costringeva a raccogliere le molecole di due proteine protettive (p53 e Rb) che a loro volta innescavano il processo di autodistruzione.

Secondo gli scienziati dell’Istituto di chimica organica dell’Accademia nazionale russa delle scienze, questi animali non si ammalano di cancro anche per via di alcune particolarità del loro sistema immunitario. Nello specifico, questi animali non accumulano grandi quantità di cellule T e B adulte le quali sono responsabili dell’immunità di lungo periodo e della produzione di anticorpi contro i patogeni già noti. Nemmeno con l’età questi animali registrano un calo della diversità e del numero di linfociti. Inoltre, questi roditori non producono nemmeno le molecole segnale che gestiscono la trasformazione dei linfociti in cellule capaci di produrre anticorpi.

Questo permette di evitare l’accumulo di cellule immunitarie nelle quali, in fase di invecchiamento, possono prodursi errori. Solitamente a un certo punto attaccano i tessuti sani causando infiammazioni croniche e patologie autoimmuni. Entrambi questi fenomeni possono provocare il cancro e la morte in massa delle cellule in organi diversi, anche nel cervello. Questi roditori mediorientali, invece, sono protetti da queste eventualità grazie al loro peculiare sistema immunitario.

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