Un nuovo marker per il cancro può aiutare a una diagnosi precoce

Rispetto ai loro cugini sani, le cellule cancerose sono un caos caotico, spesso con cromosomi extra, forme anormali e altri attributi strani. Ora gli scienziati hanno scoperto una strana caratteristica che sembra essere unica delle cellule cancerose: lunghi tratti di RNA ripetitivo, noti come satelliti. La ricerca preliminare suggerisce che i satelliti compaiono all'inizio dello sviluppo del cancro, una scoperta che potrebbe in ultima analisi aiutare la diagnosi precoce.

Allerta precoce: Le cellule cancerose contengono alte concentrazioni di tratti ripetitivi di RNA noti come satelliti (la macchia scura indicata da una freccia nell'immagine in basso), mentre le cellule sane (in alto) no.

È una scoperta molto interessante e provocatoria, dice Stuart Orkin , presidente di oncologia pediatrica presso il Dana-Farber Cancer Institute, che non era coinvolto nella ricerca. Suggerisce cambiamenti all'ingrosso nell'espressione genica nelle cellule tumorali che in precedenza non erano riconosciuti. Allude a come la cromatina [la massa di DNA e proteine ​​che compongono i cromosomi] e l'espressione genica nelle cellule tumorali siano alterate in modo globale.

David Ting, Daniel Haber , e i collaboratori del Massachusetts General Hospital hanno scoperto i marcatori per caso mentre Ting stava studiando l'RNA dalle cellule tumorali. Il DNA che codifica per i geni viene normalmente trascritto in RNA, che viene poi tradotto in proteine. Ting era perplesso dalla comparsa di molecole di RNA la cui sequenza non corrispondeva ai geni. Ha scoperto che le sequenze corrispondevano invece a satelliti, tratti di DNA ripetitivi che vengono trascritti in RNA ma mai tradotti in proteine.

Siamo stati sorpresi di scoprire che [i satelliti] sono espressi in quantità abbondanti nel tessuto tumorale rispetto al tessuto normale, afferma Ting. I test di follow-up nel tessuto canceroso sia del topo che dell'uomo hanno rivelato alti livelli di satelliti in diversi tipi di tumori, inclusi i tumori del polmone, del rene, dell'ovaio, della prostata e del pancreas.

Questa è una scoperta affascinante perché non ci sono precedenti per trovare una singola classe di [DNA] che è uniformemente sovraespressa in diversi tipi di cancro, dice Bert Vogelstein , professore di oncologia e patologia presso il Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center della Johns Hopkins University. Sembra essere vero praticamente in tutti i tumori che hanno esaminato.

Sebbene gli scienziati sappiano da anni dell'esistenza di ripetizioni satellitari nel genoma, che costituiscono circa il cinque percento del genoma, il ruolo che svolgono nelle cellule sane non è ancora chiaro. Per molto tempo, le persone lo hanno ignorato, pensando che fosse DNA residuo, dice Ting. In effetti, la maggior parte dei software utilizzati per analizzare le sequenze di DNA è progettata per eliminare questi tratti dalla loro analisi, afferma.

Gli scienziati sanno che i satelliti vengono espressi durante lo sviluppo fetale e si pensa che aiutino i cromosomi a dividersi normalmente. Questa somiglianza tra le cellule cancerose e le cellule embrionali, entrambe in grado di proliferare ampiamente, potrebbe suggerire il ruolo svolto dai satelliti nel cancro. In qualche modo il cancro ha trovato un modo per tornare indietro, per dirottare un programma fin dalle prime fasi di sviluppo per un uso dannoso, dice Ting.

Tuttavia, i ricercatori non sanno ancora se i satelliti svolgono un ruolo centrale nello sviluppo del cancro o se riflettono semplicemente qualche altro processo maligno. Potrebbe essere analogo, ad esempio, all'antigene prostatico specifico (PSA), che si trova in alti livelli nelle cellule del cancro alla prostata ma non svolge un ruolo nel cancro. In ogni caso, sperano che le sequenze ripetitive forniscano un nuovo biomarcatore per la diagnosi del cancro.

Se gli scienziati confermano che l'espressione satellitare è altamente concentrata solo nelle cellule tumorali nei tessuti adulti, potrebbero essere in grado di diagnosticare il cancro con precisione da quantità molto piccole di tessuto, come le cellule raccolte durante le biopsie con ago. Il team di Ting ha già effettuato alcuni test iniziali su cellule raccolte in biopsie con ago di cancro al pancreas. Con una sonda molecolare fluorescente progettata per legarsi ai satelliti, puoi vedere le cellule cancerose illuminarsi, mentre le cellule non cancerose no, dice Ting. Attualmente, i patologi analizzano le cellule principalmente in base al loro aspetto al microscopio e la loro valutazione può variare notevolmente.

Il team di Ting ha anche trovato alte concentrazioni di satelliti in un tipo di cellula precancerosa che precede il cancro al pancreas. Ciò implica che i satelliti vengano attivati ​​relativamente presto nello sviluppo del cancro, afferma Ting. In tal caso, spera che possano essere utilizzati per rilevare precocemente il cancro. Ora stiamo cercando di avere un'idea del paesaggio. Per quale percentuale di altri tumori si verifica questo fenomeno? Sembra essere prevalente, ma non abbiamo numeri.

I ricercatori affermano di essere stati in grado di fare questa scoperta in parte grazie al tipo di sequenziatore utilizzato: uno di Helicos Biosciences che legge singole molecole di DNA e RNA ha permesso agli scienziati di contare il numero di molecole di RNA presenti nei campioni. La maggior parte degli altri sequenziatori sul mercato deve replicare le molecole di RNA o DNA in studio prima di sequenziarle.

Ting dice che spera che altri scienziati inizino a cercare i satelliti nei propri campioni. Riteniamo che questo sia un primo passo verso una nuova area di ricerca per il cancro, afferma.

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