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L’analisi del trascrittoma ci rivela le cause genetiche dei tumori

Parere degli esperti |time pubblicato il
L’analisi del trascrittoma ci rivela le cause genetiche dei tumori

Gli articoli della sezione "Il parere degli esperti" riguardano alcuni fra gli argomenti più importanti e dibattuti delle rispettive aree cliniche. Dato il livello di approfondimento raggiunto, i testi possono contenere termini e concetti molto complessi. L’utilizzo del glossario potrà essere di aiuto nella comprensione di questi articoli e altri contenuti del sito, più divulgativi, contribuiranno a chiarire gli argomenti trattati.


Le nanotecnologie trovano numerose applicazioni in medicina e consentono lo studio di diverse malattie, in particolare in campo onco-ematologico, già dagli anni Ottanta. A oggi sappiamo che la genetica svolge un ruolo fondamentale nello sviluppo dei tumori. La ricerca si è orientata sull’identificazione delle alterazioni genetiche responsabili dello sviluppo delle cellule tumorali sia nei tumori solidi, sia nei tumori ematologici. I geni conosciuti a oggi sono circa 40.000 e le loro funzioni sono note solo in parte.

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Le nanotecnologie offrono la possibilità di studiare il patrimonio genetico in modo sempre più approfondito, ampliando le conoscenze biomolecolari. Le informazioni genetiche sono contenute nel genoma e nel trascrittoma. Nelle cellule esistono due tipi di molecole (elementi chimici): il DNA (acido desossiribonucleico) e l’RNA (acido ribonucleico) che costituiscono il patrimonio genetico di un individuo. Il genoma umano è costituito da DNA mentre il trascrittoma deriva direttamente dal DNA attraverso un processo genetico detto trascrizione. In parole molto semplici, il genoma è costituito da geni e il trascrittoma indica l’espressione dei geni cioè come funzionano nelle cellule.

La trascrittomica studia il comportamento dei geni, se sono attivi e come funzionano nelle cellule. I geni a loro volta producono molecole che sono le proteine. Pensiamo ai geni e alle proteine come a una fitta rete autostradale, dove esistono tantissimi collegamenti e interazioni. Gli oncogeni, per esempio, sono geni che in una persona sana sono inattivi, ossia spenti da genidetti oncosoppressori che ne garantiscono il silenziamento. Quando a causa di una mutazione genetica un gene soppressore non funziona più, cioè non è più in grado di silenziare l’oncogene, si attiva quest’ultimo che innesca il processo tumorale.

La trascrittomica si avvale della tecnologia microarray (piccolo supporto solido detto biochip) che permette di analizzare il comportamento (espressione) di circa 40.000 geni di un soggetto contemporaneamente. Gli studi con i microarray sono molto utilizzati nei tumori di cui non si conoscono ancora le cause genetiche che spesso sono molteplici [1]. L’importanza di analizzare l’espressione genica nei tumori è dovuta al fatto che l’insorgenza e la crescita delle cellule tumorali accadono soprattutto a causa di difetti genetici, come per esempio la diminuzione o l’aumento dell’attività di più geni.

Nei pazienti con leucemie o linfomi si applica la tecnologia microarray per conoscere il profilo di espressione genica, cioè le caratteristiche funzionali di 40.000 geni che caratterizzano sia la malattia sia ciascun paziente. Gli esperimenti di microarray sono eseguiti in laboratori specialistici da biologi, genetisti e biotecnologi con strumentazioni dedicate. I dati ottenuti dai risultati di espressione genica sono molto complessi e sono analizzati da bioinformatici con analisi biostatistiche. I risultati ottenuti con software dedicati indicano le variazioni di espressione dell’intero trascrittoma (40.000 geni). È così possibile scoprire i meccanismi biologici alterati e responsabili di ciascun tipo di tumore. Inoltre, nell’ambito della stessa patologia, si possono individuare alterazioni biomolecolari differenti per ciascun paziente. Comprendere le differenze/alterazioni genetiche paziente-specifiche è fondamentale per disegnare strategie terapeutiche personalizzate. Nei tumori più complessi, infatti, differenti meccanismi biologici sono presenti nelle cellule tumorali e la loro comprensione è indispensabile per fornire al paziente sia le strategie terapeutiche più idonee (spesso terapie combinate), sia per costruire farmaci ad hoc.

Le più recenti molecole chiamate “farmaci biologici” hanno precisi bersagli biologici e molecolari, cioè sono volti a bloccare i meccanismi alterati nelle cellule tumorali rispetto alle cellule sane.

L’apoptosi o morte cellulare rappresenta uno dei principali meccanismi biologici in oncologia ed ematologia. Le cellule normalmente nascono, vivono, si riproducono per un numero limitato di volte e infine muoiono. Se questo iter viene alterato da alterazioni genetiche, si innescano i processi tumorali che comandano alla cellula di moltiplicarsi ininterrottamente e velocemente. La crescita incontrollata innesca lo sviluppo e la moltiplicazione delle cellule tumorali che invadono organi e possono diffondersi nell’organismo. Farmaci sempre più specifici e terapie combinate sono in grado di bloccare il meccanismo di crescita cellulare, rallentando la proliferazione e promuovendo il ripristino dell’apoptosi.

La ricerca apre nuovi orizzonti nella conoscenza della genetica al fine di sviluppare nuove strategie terapeutiche per migliorare la qualità di vita dei pazienti con tumori e portarli alla guarigione. La prevenzione dei tumori è un’arma molto efficace. Seguire uno stile di vita corretto che prevede un’alimentazione sana, fare attività fisica, non fumare, non bere alcolici e sottoporsi agli opportuni controlli medici, è fondamentale per prenderci cura della nostra salute [2].

Alessandra Trojani - ASST Grande Ospedale Metropolitano Niguarda, Milano

Bibliografia

  1. Aftimos PG, Barthelemy P, Awada A. Molecular biology in medical oncology: diagnosis, prognosis, and precision medicine. Discov Med 2014;17(92):81-91. 
  2. Tomasetti C, Li L, Vogelstein B. Stem cell division somatic mutations, cancer etiology, and cancer prevention. Science 2017;355(6331):1330-4.