Ricerca sul cancro: geni zombi ed elefanti
Un'intrigante immersione nella genetica degli elefanti aiuta a spiegare perché sono meno suscettibili al cancro rispetto agli umani. La risposta arriva sotto forma di un "gene zombi" rianimato.
Circa il 17% delle persone muore di cancro, ma la malattia non è un problema limitato agli esseri umani; colpisce una vasta gamma di specie.
Da cani e gatti a pesci e diavoli della Tasmania, persino i dinosauri dal becco d'anatra sembrano essere stati afflitti.
È interessante notare che meno del 5% degli elefanti in cattività muore di cancro. Ciò è sorprendente perché vivono in media 70 anni e hanno circa 100 volte più cellule.
Vivere una lunga vita e avere più cellule può aumentare le probabilità che il cancro si manifesti. Ciò è dovuto al fatto che ogni volta che una cellula si divide, il suo DNA viene copiato, il che aumenta la possibilità di errori. Poiché questi errori si accumulano nel corso di una lunga vita, è più probabile che si sviluppi il cancro.
Più cellule hai, più opportunità ha il cancro. Ad esempio, le persone più alte hanno un rischio di cancro leggermente più elevato rispetto alle persone più basse e il numero complessivo di cellule nel loro corpo può essere parte del motivo.
Così, entro una specie, il numero di cellule è correlato a un maggior rischio di cancro, ma fra specie, questa correlazione non appare. Questo è indicato come il paradosso di Peto, dal nome dell'epidemiologo del cancro Richard Peto che per primo descrisse questo enigma negli anni '70.
Capire cosa rende le specie più grandi più resistenti al cancro è sia interessante che importante; se riusciamo a capire come le cellule di elefante sconfiggono i tumori, forse possiamo usare quella conoscenza per aiutare a ridurre le probabilità di cancro dell'umanità.
Controllo dei danni al DNA degli elefanti
Nel 2015, scienziati che lavorano in modo indipendente presso l'Università di Chicago in Illinois e l'Università dello Utah a Salt Lake City hanno fatto un passo avanti nella comprensione della resilienza degli elefanti al cancro.
Nell'uomo e in molti altri animali, un gene chiamato p53 funziona come un soppressore del tumore; identifica il danno al DNA che non è stato riparato e innesca la morte cellulare. In questo modo, le cellule che hanno il potenziale per diventare canaglia vengono stroncate sul nascere.
Quando gli scienziati hanno esaminato i genomi degli elefanti, hanno scoperto che portano almeno 20 copie di p53. In confronto, la maggior parte degli animali, noi compresi, ne porta solo una copia. Le copie extra dell'elefante significano che le cellule con DNA danneggiato vengono identificate e distrutte in modo più rapido ed efficiente.
Volendo basarsi su questa sorprendente scoperta, un team dell'Università di Chicago ha recentemente pubblicato un nuovo articolo sulla rivista Rapporti sulle celle. Lo studio delinea una seconda parte del puzzle, spiegando ulteriormente come gli elefanti sembrano essere in grado di prevenire lo sviluppo del cancro.
I suoi autori descrivono un gene antitumorale che è tornato dai morti. Come spiega l'autore senior dello studio Vincent Lynch, Ph.D., assistente professore di genetica umana, “I geni si duplicano continuamente. A volte commettono errori, producendo versioni non funzionali note come pseudogeni. Spesso ci riferiamo a questi in modo sprezzante come geni morti ".
L'ascesa del gene zombi
Durante lo studio della p53 negli elefanti, hanno scoperto che uno pseudogene noto come fattore 6 inibitorio della leucemia (LIF6) non era più uno pseudogene ed era "tornato in vita"; aveva "sviluppato un nuovo interruttore di accensione".
La funzione rianimata di LIF6 ha fornito un altro pezzo del puzzle; una volta attivato da p53, LIF6 può rispondere al DNA danneggiato attaccando e uccidendo la cellula. Lo fa producendo una proteina che perfora le membrane mitocondriali, distruggendo così l'alimentazione della cellula e uccidendola rapidamente.
“Questo gene morto è tornato in vita. […] Questo è utile perché agisce in risposta a errori genetici, errori commessi durante la riparazione del DNA. Liberarsi di quella cellula può prevenire un successivo cancro. "
Vincent Lynch, Ph.D.
Questo gene zombi sembra aver aiutato gli elefanti a sfuggire al cancro per molto tempo: da 25-30 milioni di anni fa. "Possiamo usare i trucchi dell'evoluzione per cercare di capire quando questo gene defunto è tornato a funzionare", spiega Lynch.
Hanno ipotizzato che il gene LIF6 sia stato riattivato più o meno nello stesso momento in cui i lontani parenti delle dimensioni di una marmotta dell'elefante hanno iniziato a crescere di statura. Mutazioni genetiche come questa potrebbero aver aiutato gli elefanti a evolversi nei behemoth che sono oggi.
"Gli animali di grandi dimensioni e longevi devono aver sviluppato meccanismi robusti per sopprimere o eliminare le cellule cancerose per poter vivere finché vivono e raggiungere le loro dimensioni adulte", spiega il coautore dello studio Juan Manuel Vazquez.
I risultati sono intriganti; non solo forniscono nuove informazioni sul cancro, ma ci danno anche un'idea dell'evoluzione dell'elefante. Successivamente, il team prevede di indagare su LIF6, concentrandosi su esattamente come innesca l'apoptosi.
