Spesso le cellule del nostro organismo sono soggette a danni che colpiscono il DNA; tuttavia esistono diversi sistemi in grado di ripararli. Quando questi sistemi per varie ragioni smettono di funzionare, si ha l’accumulo di danni che causano malattie come i tumori. Un gruppo di ricercatori dell’Università Statale di Milano ha appena pubblicato sulla rivista Molecular Cellun articolo riguardante una proteina in grado di regolare il complesso meccanismo di riparazione. Così Achille Pellicioli, uno degli autori della ricerca, ha spiegato ai lettori deilsussidiario.net le caratteristiche della scoperta.
Professor Pellicioli, perchè si generano danni al DNA?
Il DNA che compone i nostri geni è una molecola formata da un doppio filamento costituito a sua volta da molecole molto reattive ad agenti presenti nell’ambiente (spesso negli alimenti; oppure agenti fisici, come i raggi ultravioletti presenti nella luce solare). L’interazione di questi elementi chimici o fisici con il DNA causa spesso gravi tipi di alterazioni al DNA stesso e lo rendono inutilizzabile o instabile.
Quali effetti possono produrre?
I cromosomi rotti, se non correttamente riparati, sono instabili nelle cellule e vengono quindi persi velocemente portando alla morte cellulare o a cellule con un patrimonio incompleto di geni. Tali cellule possono essere incapaci di crescere normalmente e sfuggono ai normali controlli che regolano la divisione e la proliferazione delle cellule che compongono i tessuti e gli organi.
Anche la riparazione non corretta del danno al DNA può causare riarrangiamenti anomali dei cromosomi della cellula e di conseguenza alla perdita nel controllo della proliferazione.
In che modo le cellule sono in grado di riparare il danno?
Sono noti diversi tipi di meccanismi molecolari che possono essere utilizzati dalla cellula per riparare danni di tipo diverso. In generale, sono necessari enzimi che identificano il tipo di lesione al DNA, enzimi che successivamente eliminano le anomalie e altri enzimi che risintetizzano la parte che è stata rimossa. In casi più semplici, i filamenti rotti possono essere semplicemente risaldati da enzimi specifici.
Nel vostro recente lavoro avete studiato l’effetto di una proteina chiamata Cdc5: perchè la scelta di questa proteina?
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Nel nostro laboratorio stavamo già studiando le funzioni di questa proteina da diversi anni. Il nostro interessamento è dovuto principalmente al fatto che tale proteina, presente in tutti gli organismi, è molto spesso deregolata in alcuni tipi di tumore.
Quale ruolo ha?
La proteina Cdc5 è un enzima protein chinasi, in grado di modificare altre proteine bersaglio. Sono noti molteplici bersagli modificati da Cdc5. In questo modo Cdc5 regola molti aspetti fondamentali del ciclo di divisione della cellula. Noi siamo particolarmente interessati ai processi coinvolti nella sopravvivenza cellulare a situazioni di stress per il DNA.
Come siete giunti a stabilire l’effetto di Cdc5?
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Abbiamo utilizzato un sistema cellulare semplice, basato su cellule di lievito del pane. Tale sistema è già noto ai ricercatori del nostro settore perché è un sistema facilmente utilizzabile e molto efficace per studiare la risposta cellulare a lesioni al DNA. Inoltre, abbiamo già messo a punto in laboratorio numerose tecniche di indagine che ci permettono di studiare a livello molecolare gli eventi che accadono nelle cellule di lievito durante la risposta a lesioni al DNA.
Questa scoperta potrà avere implicazioni a livello terapeutico?
Si perchè Cdc5 è una proteina spesso deregolata in alcuni tipi di tumore e capire come funziona nelle cellule, identificando i suoi bersagli molecolari, potrebbe offrire l’opportunità di mettere a punto un farmaco in grado di regolare in modo controllato quegli stessi bersagli. Inoltre, il nostro lavoro ha permesso di capire che le cellule tumorali caratterizzate da alti livelli di Cdc5 (si tenga presente che nell’uomo, Cdc5 è chiamata Plk1) non possono rispondere ad alcuni tipi di trattamenti farmacologici attualmente utilizzati per la cura del cancro. Pertanto, speriamo che la nostra scoperta possa aiutare a utilizzare meglio le terapie attualmente già disponibili.
Quali sono le future indagini del vostro gruppo di ricerca?
Stiamo continuando gli studi iniziati con questa ricerca e stiamo studiando altre proteine regolate da Cdc5 per capire quali possano essere i migliori bersagli per la messa a punto di terapie farmacologiche per la cura o la prevenzione di alcuni tipi di cancro. Tuttavia, il nostro gruppo di ricerca si sta occupando anche di altre tematiche che riguardano altre proteine ed enzimi coinvolti nella sopravvivenza cellulare a lesioni a carico dei nostri geni.