Le cellule cancerose sono più deboli se rese più acide
Le cellule cancerose funzionano meno bene e sono meno in grado di moltiplicarsi quando il loro ambiente interno è reso più acido.
Questa è stata la conclusione a cui sono giunti i ricercatori negli Stati Uniti e in Spagna dopo aver utilizzato un modello computerizzato per studiare le condizioni che influenzano le vie metaboliche nelle cellule tumorali.
Il modello ha mostrato che le cellule tumorali necessitano di un ambiente interno più alcalino di quello delle cellule sane affinché il loro metabolismo funzioni correttamente.
Ha anche aiutato a identificare alcuni enzimi che lavorano con l'ambiente più alcalino per promuovere il cancro.
I risultati potrebbero portare a nuovi farmaci contro il cancro che prendono di mira queste molecole, secondo un documento ora pubblicato sulla rivista Nature Communications.
"Questo lavoro è ancora molto accademico", spiega il coautore dello studio Miquel Duran-Frigola, chimico computazionale presso l'Institute for Research in Biomedicine di Barcellona, in Spagna, "ma riteniamo che alcuni degli obiettivi identificati siano pronti per essere testati in animali, permettendoci così di passare a fasi di sperimentazione preclinica più avanzate ".
Biologia dei sistemi
Lo studio è un esempio del tipo di ricerca in corso nel campo della biologia dei sistemi, che utilizza modelli informatici complessi e big data per aiutarci a comprendere i "principi organizzativi della vita".
I ricercatori hanno riunito una grande quantità di dati biochimici e genetici per sviluppare un modello molecolare del metabolismo delle cellule tumorali.
Hanno utilizzato il modello per esplorare la risposta di "quasi 2.000 enzimi metabolici" ai cambiamenti nel pH interno della cellula.
La scala del pH è una misura dell'acidità. Un ambiente acido ha un pH basso e un ambiente alcalino, o basico, ha un pH elevato. Un pH di 7 è neutro: non è né acido né alcalino.
Le cellule sane hanno un ambiente interno leggermente alcalino con un pH di circa 7,2. Le cellule cancerose sono più alcaline e hanno un pH interno superiore a 7,2.
"Ricostruendo e integrando i profili di attività enzimatica dipendente dal pH in modelli metabolici su scala genomica specifici delle cellule", notano gli autori, "sviluppiamo una metodologia computazionale che esplora come il pH intracellulare [...] possa modulare il metabolismo".
Risultati promettenti
Utilizzando il modello computerizzato, il team ha dimostrato che quando i suoi interni rimangono nella zona di pH alcalino favorita, la cellula cancerosa è in grado di proliferare. Questa condizione favorisce anche altre funzioni su cui fa affidamento la cellula, come "glicolisi e adattamento all'ipossia".
Ma un pH più basso e più acido nella cellula tumorale "disabilita questi adattamenti e compromette la crescita delle cellule tumorali", notano gli autori.
Il team ha anche utilizzato il modello per identificare bersagli metabolici che mostravano "effetti antitumorali amplificati previsti" quando l'ambiente interno della cellula tumorale diventava più acido.
Alcuni degli obiettivi hanno già mostrato risultati promettenti nei test che utilizzano cellule di cancro al seno reali.
"Comprendere il legame tra le vie metaboliche che funzionano meglio con pH diversi può darci un'idea dei meccanismi utilizzati dal cancro per sopravvivere a pH basico".
Miquel Duran-Frigola
