Tumori: scoperto il ruolo di due geni nella diagnosi

2 ottobre 2017
Tumori: scoperto il ruolo di due geni nella diagnosi

Spiegato il ruolo dei due geni nella diagnosi dei principali tumori femminili e maschili. La scoperta punta inoltre all’individuazione di nuove molecole da sperimentare nella lotta al cancro alla mammella e all’ovaio.

Ecco ciò che è emerso dallo studio pubblicato sulla rivista scientifica  Molecular Cell e finanziato da AIRC, ERC e Fondazione Armenise-Harvard.

Cosa sono i geni BRCA1 e BRCA2?

I geni BRCA1 e BRCA2  (con BR che sta per breast = seno e CA per cancer = cancro) controllano la proliferazione cellulare e il riparo del DNA agendo da freno sulla moltiplicazione incontrollata delle cellule anomale che possono causare l’insorgenza dei tumori. Per questo sono chiamati geni oncosoppressori e la loro funzione si esprime principalmente sul seno e ovaio.

Sono stati scoperti negli anni Novanta e all’inizio sono stati studiati per il loro impatto, quando mutati, nel predisporre all’insorgenza dei principali tumori femminili. Tuttavia, i recenti progressi delle tecniche di sequenziamento del DNA hanno messo in evidenza l’enorme importanza dei geni BRCA anche per tumori maschili come quello della prostata e in malattie ancora difficilmente curabili come il cancro del pancreas e del polmone.

La situazione fino ad oggi

Nonostante l’importanza dei geni BRCA fosse chiara, non si conosceva però il meccanismo del loro funzionamento e per molto tempo la ricerca si è focalizzata solo su dati che associavano mutazioni in varie parti dei geni BRCA e la presunta funzione di tali geni.

La scoperta

Da poco si è riusciti a comprendere a fondo la funzione dei geni BRCA, in particolare del gene BRCA2, grazie alla ricerca effettuata nel laboratorio di IFOM guidato da Vincenzo Costanzo.

BRCA2: regolatore

La ricerca ha evidenziato come BRCA2 sia il regolatore principale dell’attività di protezione di RAD51 (proteina che ha il ruolo di proteggere il DNA dagli enzimi che lo degradano) nei confronti di Mre11, uno degli enzimi. “BRCA2 – spiega Costanzo – promuove la formazione di una guaina di protezione formata da tante molecole di RAD51 che si dispongono a spirale intorno al filamento di DNA. Questo previene l’attacco di enzimi degradativi come Mre11, che in assenza di tale guaina distruggono il DNA appena sintetizzato”.

Cosa succede se manca il gene BRCA2?

In assenza del gene BRCA2, cosa che avviene di frequente nei tumori umani, Mre11 degrada liberamente il DNA, portando a lesioni della doppia elica. Tali lesioni sono riparate in modo non corretto da altri geni, che inseriscono così una serie di errori nella sequenza del DNA. L’accumulo di questi errori predispone alla formazione dei tumori.

La struttura del DNA in assenza di BRCA2

I potenti microscopi elettronici utilizzati nella ricerca hanno permesso di evidenziare per la prima volta la struttura del DNA in assenza di BRCA2: le immagini hanno rivelato la presenza di numerose discontinuità, ossia di veri e propri buchi nella doppia elica che predispongono alla formazione di forche di replicazione invertite, poi attaccate da Mre11 in assenza di BRCA2. Queste strutture sono formate da due filamenti singoli di DNA che si appaiano tra loro a formare un incrocio che viene prontamente riconosciuto e distrutto da Mre11.

Le considerazioni

“Questi studi – aggiunge Costanzo – hanno quindi permesso anche di comprendere che l’inibizione di Mre11 potrebbe prevenire l’insorgenza di queste lesioni e della loro successiva degenerazione che predispone ai tumori. Non solo: i risultati ci consentono anche di capire come funzionano i farmaci che si stanno sperimentando nel tumore della mammella e ovaio, prevenendone la riparazione e quindi inducendo la morte delle cellule che accumulano tali lesioni”.

Nel futuro

Nei prossimi anni si cercheranno di identificare nuove molecole che possano uccidere i tumori dipendenti dai geni BRCA basandosi sulle nuove conoscenze. A tal scopo si cercherà di comprendere il legame tra mancata riparazione del DNA ed i cambiamenti del metabolismo cellulare che permette la crescita dei tumori con lo scopo di individuare nuove molecole o suggerire farmaci già disponibili per la terapia del cancro.

Fonte:

AIRC – Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro

Smarcal1-Mediated Fork Reversal Triggers Mre11-Dependent Degradation of Nascent DNA in the Absence of Brca2 and Stable Rad51 Nucleofilaments.