Di Alexandra McCray
Cambiamenti insoliti nell'attività del DNA possono portare al cancro. I ricercatori stanno utilizzando queste conoscenze per creare trattamenti in grado di annullare queste alterazioni.
Che cos'è l'epigenetica?
Sebbene le cellule abbiano compiti specifici per le varie parti del corpo, il DNA al loro interno è pressoché lo stesso. Ciò che le rende diverse è il modo e il momento in cui attivano o disattivano gruppi di geni.
Le cellule possono controllare e attivare o disattivare i geni di cui hanno bisogno attraverso modifiche epigenetiche. Si tratta di piccole alterazioni del DNA e delle proteine all'interno dei cromosomi della cellula. Questi cambiamenti regolano temporaneamente il modo in cui le cellule utilizzano le informazioni del DNA senza modificare la sequenza del DNA. Il corpo ha bisogno dell'epigenetica per attivare i geni giusti nelle cellule giuste.
Cambiamenti che causano il cancro
Il cancro può svilupparsi quando i cambiamenti epigenetici vanno male. Esse possono interessare i due principali gruppi di geni collegati al cancro: gli oncogeni e i geni soppressori del tumore. Gli oncogeni possono diventare troppo attivi e i geni soppressori di tumori possono cambiare o scomparire.
Le cellule non sono le uniche a poter innescare cambiamenti epigenetici, noti anche come epimutazioni. Fumo, esercizio fisico insufficiente, farmaci, dieta, sostanze chimiche ambientali o radiazioni possono causare modifiche anomale all'attività dei geni o del DNA al di fuori dei geni, che possono provocare il cancro.
Anche i genitori possono trasmettere informazioni epigenetiche. I medici chiamano questo fenomeno "eredità transgenerazionale".
Cosa significa l'epigenetica per il trattamento del cancro
Man mano che gli scienziati imparano a conoscere meglio i cambiamenti epigenetici nelle cellule tumorali, cercano di creare trattamenti che li invertano. Uno degli aspetti migliori di queste terapie è che non uccidono le cellule, a differenza della chemioterapia e delle radiazioni. Si limitano a modificare il funzionamento delle cellule attaccando (o inibendo) alcuni enzimi (proteine).
Gli scienziati stanno studiando soprattutto farmaci chiamati inibitori della DNA metiltransferasi (DNMT) e inibitori dell'istone deacetilasi (HDAC). Questi farmaci sono promettenti per alcuni tipi di cancro, ma quelli attualmente disponibili non sembrano funzionare contro i tumori solidi.
Inibitori della DNA metiltransferasi (DNMT)
La metilazione del DNA determina l'attività di un gene. I geni sono attivi quando c'è poca metilazione. I geni sono spenti quando c'è molta metilazione. Nel cancro, i geni soppressori del tumore sono solitamente molto metilati. L'obiettivo degli inibitori della DNA metiltransferasi (DNMT) è quello di rendere nuovamente attivi i geni, compresi i geni soppressori dei tumori.
Ne esistono due tipi:
-
Azacitidina (Vidaza)
-
Decitabina (Dacogen)
I medici li utilizzano per trattare patologie come la sindrome mielodisplastica e la leucemia mieloide acuta. Questi farmaci impediscono agli enzimi che causano la metilazione di spegnere altre parti del DNA. Sfortunatamente, anche questi trattamenti si dissolvono molto rapidamente nell'organismo, spesso in meno di un'ora. Possono rendere meno efficace il sistema immunitario e danneggiare il DNA.
La zebularina è un nuovo ed entusiasmante farmaco che i ricercatori stanno esplorando perché più sicuro, stabile ed efficace. Funziona in modo simile agli inibitori della DNMT attualmente disponibili e rende nuovamente attivi i geni nelle cellule tumorali.
Inibitori dell'istone deacetilasi (HDAC)
Gli istoni sono un tipo di proteina che organizza il DNA all'interno dei cromosomi. I fattori epigenetici che modificano gli istoni rendono il DNA leggibile o meno. L'acetilazione degli istoni è un modo per rendere leggibile il DNA, aumentando l'attività dei geni. La deacetilazione degli istoni rende il gene illeggibile e lo silenzia. In diversi tipi di cellule tumorali si verifica un'intensa attività di deacetilazione dell'istone. Gli scienziati ritengono che ciò sia legato al silenziamento dei geni soppressori del tumore e di riparazione del DNA.
Gli inibitori dell'istone deacetilasi (HDAC) dovrebbero ridurre la deacetilazione dell'istone, aiutando i soppressori tumorali ad essere più attivi. Attualmente i medici utilizzano questi inibitori:
-
Belinostat (Beleodaq)
-
Panobinostat (Farydak)
-
Romidepsina (Istodax)
-
Vorinostat (Zolinza)
Sebbene questi trattamenti siano efficaci per i tumori del sangue come la leucemia, il mieloma e il linfoma, presentano degli svantaggi. Danneggiano il midollo osseo e possono ridurre la conta delle cellule del sangue. Possono inoltre causare effetti collaterali come diarrea e affaticamento. Il fatto che questi farmaci agiscano su tutti gli HDAC, non solo su quelli che colpiscono le cellule tumorali, è probabilmente una delle cause di questi effetti collaterali.
Epigenetica e altri trattamenti contro il cancro
A volte i medici devono utilizzare diversi tipi di trattamenti antitumorali contemporaneamente. I farmaci epigenetici sembrano funzionare bene con le radiazioni e la chemioterapia. I farmaci possono rendere le cellule tumorali più sensibili a queste terapie, rendendole più efficaci e in grado di prevenire la ricomparsa del cancro.
Il medico può anche utilizzare più di un farmaco epigenetico alla volta. Le dosi dei farmaci sono spesso molto più basse, il che può limitare gli effetti collaterali. Ma la loro combinazione può renderli più potenti.
I medici sostengono inoltre che i geni metilati nei tumori cerebrali glioblastoma possono rendere le cellule tumorali più sensibili al trattamento con il farmaco temozolomide (Temodar).
