Epigenetica, nuova era per la ricerca sul cancro scopriamo di cosa si tratta

Che vuol dire epigenetica?

L’epigenetica è per definizione lo studio dei cambiamenti fenotipici negli organismi causati dalla modificazione dell’espressione genica piuttosto che dall’alterazione del codice genetico stesso. Il prefisso greco epi- (ἐπι- “sopra, fuori, intorno”) implica caratteristiche che sono “sopra” o “in aggiunta” alla base genetica ereditata.

A cosa serve l’epigenetica?

L’epigenetica dunque è una branca della genetica che studia i cambiamenti nel DNA che non determinano però alterazioni della sequenza sottostante. E’ un’area di studio che attualmente impegna moltissimo i ricercatori. Il lavoro degli ultimi 5 anni suggerisce che meccanismi epigenetici e mutazioni epigenetiche potrebbero essere la risposta a molte delle restanti domande che abbiamo su come i tumori sorgono, proliferano e tendono a volte a recidivare.

Che cosa sono le modificazioni epigenetiche?

Nel 2003 il genoma umano è stato sequenziato per la prima volta e molti meccanismi che ne regolano il funzionamento sono ancora oggetto di studio. Mentre il sequenziamento del genoma umano ha fornito un’enorme quantità di informazioni sul modo in cui funzionano le nostre cellule, non sono ancora del tutto chiariti i meccanismi genetici alla base di molte malattie.

Il DNA contiene le informazioni che permettono alle nostre cellule di svilupparsi, crescere e riparare i danni, ma l’espressione dei geni è controllata anche da altri meccanismi. E affinché i nostri geni possano esprimersi, essi devono prima essere letti, o trascritti. Per essere letto il DNA stesso deve essere accessibile e questo passaggio è influenzato da una serie di meccanismi. Un ruolo fondamentale lo gioca il modo in cui il DNA è avvolto attorno a proteine ​​chiamate istoni. Se il DNA si ritrova chiuso e “aggrovigliato”, alcuni geni potrebbero non essere accessibili per l’estrazione e risultare disattivati. Questa è una forma di controllo epigenetico, in quanto l’espressione di un gene varia, non a causa di un cambiamento nella sequenza effettiva del DNA, ma a causa di altri processi che ne influenzano l’accessibilità.

Alla luce di quanto detto le modificazioni epigenetiche possono alterare l’espressione di un determinato gene. Alcuni esempi sono l’acetilazione degli istoni, la metilazione del DNA o degli stessi istoni, la fosforilazione e l’ubiquitinazione.

Epigenetica e ricerca sul cancro

Si pensa al cancro come al risultato di un accumulo di mutazioni in una determinata cellula. I ricercatori hanno molto attenzionato negli anni anche le cause ambientali delle mutazioni cancerose che aumentano il rischio di un individuo di sviluppare la patologia. Inoltre non sono solo le mutazioni sul genoma a determinare la malattia, ma anche l’ambiente epigenetico in cui si trovano. Un gene può essere trascritto solo dove la struttura della cromatina e altri meccanismi epigenetici lo consentano.

Il profilo della struttura della cromatina insieme alla sequenza del genoma del cancro sono al centro della ricerca recentemente pubblicata su Nature da un team dell’ICR (Institute of Cancer Research). I ricercatori hanno sequenziato l’intero genoma di 30 tumori del colon-retto che non si erano diffusi e otto adenomi, oltre a studiare l’accessibilità della cromatina e i geni espressi. I geni codificanti per le proteine ​​che regolano la trascrizione della cromatina sono apparsi mutati sui tumori e non sugli adenomi. Questi cambiamenti sono stati trasmessi dopo la divisione cellulare.

Inoltre, per capire perché l’espressione genetica delle cellule dello stesso tumore può essere diversa, in un altro studio i cui risultati sono apparsi su Nature i ricercatori hanno sequenziato il genoma di cellule diverse nello stesso tumore e quantificato l’espressione di tutti i geni espressi in quelle cellule. E’ venuto fuori che non meno del 2% delle differenze nell’espressione genetica nelle cellule era dovuto a differenze nel DNA. I risultati di questo studio suggeriscono che queste differenze potrebbero essere dovute all’epigenetica.

Il ruolo della metilazione e il cancro

Per quanto riguarda l’espressione genetica del cancro, esistono studi che prendono in considerazione il ruolo della metilazione. Si cerca di capire se il cancro possa essere intercettato in diverse parti del corpo osservando il DNA nel sangue o in cellule prelevate da tessuti facilmente accessibili. Un esempio è il test WID-CIN, che prende in esame la metilazione delle cellule raccolte durante lo screening di routine per il cancro cervicale. Il fine è di determinare quali sono le donne che, risultate positive al test per HPV, hanno più probabilità di sviluppare tumori.  Inoltre, questo tipo di ricerca è stata estesa con ottimi risultati anche ad altre tipologie di tumori.

Il futuro della ricerca

Mentre il tasso di mortalità per cancro è diminuito negli ultimi anni, i tumori secondari, che possono insorgere anni dopo che il cancro iniziale è stato trattato, sono ancora un enigma. E sono particolarmente difficili da trattare perchè sconosciamo i meccanismi che li regolano. Una risposta si può forse trovare nella ricerca che coinvolge l’epigenetica.

Fonte: MedicalNewstoday