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Un nuvo studio ha dimostrato come il DNA non codificante possa ostacolare la replicazione e la riparazione del nostro genoma, consentendo potenzialmente l’accumulo di mutazioni alla base dello sviluppo dei tumori.
Gli scienziati hanno scoperto che il DNA “spazzatura” non codificante, lungi dall’essere innocuo e inerte, potrebbe potenzialmente contribuire allo sviluppo del cancro.
Questo DNA, che costituisce all’incirca il 98% del nostro genoma, non ha una funzione chiara e si sta ancora dibattendo sul perché ci portiamo dietro così tante sequenze che nn codificano per alcuna proteina, come invece fa la restante parte del filamento, e a che cosa serva.
Lo studio ha dimostrato come il DNA non codificante possa ostacolare la replicazione e la riparazione del nostro genoma, consentendo potenzialmente l’accumulo di mutazioni.
È stato precedentemente scoperto che modelli non codificanti o ripetitivi del DNA – che costituiscono circa la metà del nostro genoma – potrebbero interrompere la replicazione del genoma.
Ma fino ad ora gli scienziati non hanno capito il meccanismo sottostante, o come potrebbe contribuire allo sviluppo del cancro.
Nel nuovo studio, gli scienziati dell’Institute of Cancer Research di Londra hanno ricostituito l’intero processo di replicazione del DNA in una provetta per comprenderlo in modo più completo.
I ricercatori sono stati in grado di descrivere come i modelli ripetitivi del DNA vengono copiati durante la replicazione e come sono in grado di bloccare completamente la replicazione, aumentando il rischio di errori che possono essere un fattore precoce del cancro. Questa scoperta può portare a farmaci e trattamenti migliori.
I ricercatori ritengono che il lavoro potrebbe anche aiutare a migliorare la diagnosi e il monitoraggio di alcuni tumori, come il cancro intestinale, dove errori comuni nella copia delle sequenze ripetitive del DNA indicano se il cancro sta progredendo.
Lo studio, pubblicato su Nature Communications, è stato finanziato da Wellcome e dalla Royal Society, con il supporto aggiuntivo dello stesso Institute of Cancer Research (ICR).
Gli scienziati dell’ICR – un ente di beneficenza e istituto di ricerca – hanno scoperto che quando il meccanismo di replicazione del DNA incontrava DNA ripetitivo, era in grado di srotolare i filamenti di DNA, ma a volte non riusciva a copiare il filamento di DNA opposto. Questo errore potrebbe causare lo stallo della replicazione, con conseguente collasso del meccanismo di replicazione in modo simile a quello indotto dal danno al DNA.
I risultati portano gli scienziati a credere che sequenze ripetitive di DNA potrebbero innescare un segnale di risposta al danno che indica che si sono verificati errori nella replicazione del DNA e richiedono una riparazione.
Il danno al DNA e la conseguente instabilità del genoma sono noti per promuovere la formazione e la progressione del cancro, quindi la ricerca rafforza il legame tra DNA spazzatura e cancro.
Furono gli scienziati dell’ICR che, nel 1960, fornirono la prima prova conclusiva che il danno al DNA è la causa fondamentale del cancro.
Nei primi anni 2000, i ricercatori ICR hanno poi dimostrato che i farmaci chiamati inibitori PARP potrebbero essere geneticamente mirati contro i tumori con mutazioni di riparazione del DNA.
I nostri ricercatori ora sperano che una migliore comprensione della replicazione del DNA e di come possa andare storta, potrebbe portare a nuovi modi di trattare la malattia.
Il leader dello studio Dr Gideon Coster, Team Leader in Genome Replication presso l’Institute of Cancer Research di Londra, ha dichiarato: ”volevamo capire perché sembra più difficile per le cellule copiare sequenze di DNA ripetitive rispetto ad altre parti del genoma. Il nostro studio suggerisce che il cosiddetto DNA spazzatura sta effettivamente svolgendo un ruolo importante e potenzialmente dannoso nelle cellule, bloccando la replicazione del DNA e potenzialmente aprendo la porta a mutazioni cancerose.
”Ora crediamo che le sequenze ripetitive di DNA inneschino una risposta molto simile a quella indotta dal danno al DNA, che sappiamo può portare al cancro. Il nostro studio quindi migliora fondamentalmente la nostra comprensione del cancro e spero che ci aiuterà a trovare nuovi trattamenti in futuro”.
Il professor Kristian Helin, amministratore delegato dell’Institute of Cancer Research di Londra, ha dichiarato: “questo studio aiuta a svelare il puzzle del DNA spazzatura, mostrando come queste sequenze ripetitive possono bloccare la replicazione e la riparazione del DNA. È possibile che questo meccanismo possa svolgere un ruolo nello sviluppo del cancro come causa di instabilità genetica, specialmente quando le cellule tumorali iniziano a dividersi più rapidamente e quindi mettono il processo di replicazione del DNA sotto maggiore stress. Comprendere i meccanismi alla base della mutazione genetica e dell’instabilità è fondamentale se vogliamo trovare nuovi modi innovativi per trattare il cancro che sfruttino le debolezze fondamentali delle cellule tumorali”.
