di Tommaso Scarabelli

L’Università di Udine, a margine del convegno mondiale “6th EU-US Conference on Repair of Endogenous Dna Damage”, ha organizzato due incontri aperti al pubblico tenutisi in sala Ajace il 25 e il 26 settembre dal titolo “Dallo studio dei meccanismi molecolari coinvolti nelle malattie alle nuove prospettive per la salute umana DNA e tumori”.

In questa occasione si è evidenziato che la formazione e le funzioni dei viventi dipendono dall’informazione genetica contenute nelle cellule. L’ambiente esercita una profonda influenza sull’informazione genetica, causando alterazioni che possono essere molto nocive per l’organismo e perciò devono essere prontamente riparate. In particolare, il tumore è una malattia causata da alterazioni del DNA che possono essere innate, casuali o insorgere in seguito all’azione di agenti esterni cancerogeni. Tali alterazioni modificano il funzionamento dei geni poiché le cellule dell’organismo cominciano a comportarsi in modo anomalo.

L’ambiente e la salute

In particolare della correlazione tra “Inquinamento ambientale e salute umana” ha parlato Eugenia Dogliotti, che dirige il Dipartimento di Ambiente e Salute dell’Istituto Superiore di Sanità a Roma. Dal 1981 lavora presso l’Istituto Superiore di Sanità, ma ha condotto attività di ricerca anche presso il MIT, negli Stati Uniti. È autrice di   più di centotrenta pubblicazioni su riviste internazionali e libri nel campo della mutagenesi, riparazione del DNA e malattie di origine ambientale. Nel 2015 ha ricevuto il Premio Frits Sobels, il più alto riconoscimento per studi nel campo della mutagenesi ambientale.

Come ha spiegato la ricercatrice, la salute è uno stato completo di benessere fisico, mentale e sociale, non una semplice assenza dello stato di malattia o d’infermità. Tutti gli stimoli fisici, chimici biologici e psicosociali ai quali siamo esposti possono avere un impatto sul nostro stato di salute. Da stime dell’OMS (Organizzazione Mondiale per la Sanità) sappiamo che una su quattro delle cause di morte nel mondo è dovuta a fattori ambientali. La riduzione dei fattori di rischio ambientali e sociali comporterebbe quindi una riduzione della mortalità e della morbosità (la possibilità di ammalarsi). Lo studio dei processi biologici che sono alla base delle malattie complesse può permettere di sviluppare nuove strategie di prevenzione e intervento.

Sulla base di sufficienti evidenze epidemiologiche, sia l’inquinamento atmosferico outdoor (cioè quello causato da agenti esterni a luoghi chiusi) sia quello causato da polveri sono stati classificati come cancerogeni per l’uomo. Secondo alcune stime le PM2.5, cioè tutte quelle particelle che hanno un diametro di 2.5 micrometri, causano la perdita dai 4500 ai 10000 anni di vita per ogni milione di persone e sono responsabili per il più alto carico sanitario.

Per quanto riguarda il controllo epidemiologico costante l’Italia è al primo posto al mondo. Infatti nel 2013, in seguito alla contaminazione di PFAS in Veneto, l’intervento è stato immediato: una volta tracciata la fonte dell’inquinamento sono stati adottati dei filtri per evitare l’epidemia. La PFAS è una sostanza idrosolubile  che si diffonde in ambienti idrici e una volta entrata in circolo non è più possibile intervenire, essendo persistente e legandosi facilmente alle proteine dei reni e del fegato. Gli effetti di questa sostanza sull’uomo sono alterazioni ormonali e metaboliche ma, a differenza di quanto è stato dichiarato dai media, non è altamente cancerogena.

La battaglia contro i tumori

Alessandro Vindigni, originario di Udine ed ex-copernicano, è professore di Biochimica e Biologia Molecolare alla Saint Louis University School of Medicine. Ha studiato a Padova, dove ha conseguito anche il dottorato e successivamente ha lavorato a St. Louis e presso l’ICGEB di Trieste. I suoi studi, i cui risultati sono riportati in decine di pubblicazioni scientifiche, hanno permesso la scoperta di nuovi possibili targets per migliorare l’efficienza di farmaci chemioterapici usati nel trattamento di diversi tipi tumori e sono attualmente supportati dal National Institute of Health degli Stati Uniti

Il professore ha esposto brevemente il funzionamento della duplicazione del DNA tramite la cosiddetta “forca replicativa”. Infatti il DNA si deve duplicare costantemente e lo fa alla velocità di 1000-2000 basi (A, G, T, C) al minuto. In una cellula tumorale questa velocità è ancora maggiore ma la duplicazione è incontrollata. Per curare le malattie tumorali sono stati creati composti che rallentano questa duplicazione. Il gruppo del prof. Alessandro Vindigni alla Saint Louis University ha recentemente scoperto un nuovo meccanismo molecolare utilizzato delle cellule tumorali per “resistere” al trattamento con farmaci chemioterapici comunemente utilizzati in diversi tipi di tumori. L’esempio più eclatante sono le mutazioni cancerogene nei “breast cancer susceptibility genes” BRCA1 e BRCA2, che codificano per due, proteine essenziali al riparo di rotture della doppia elica del DNA. La scoperta di queste mutazioni ha portato allo sviluppo di nuovi farmaci chemioterapici disegnati specificamente per indurre rotture a livello del DNA delle cellule tumorali poiché le cellule tumorali, con mutazioni a livello di BRCA1 o BRCA2, non sono in grado di riparare queste lesioni. Studi clinici hanno tuttavia dimostrato che il trattamento con questi farmaci chemioterapici non è sempre così efficace e porta spesso allo sviluppo di meccanismi di chemioresistenza.

Il meccanismo identificato nel laboratorio del prof. Vindigni ha spiegato come le cellule tumorali riescano a “resistere” al trattamento con basse dosi di questi farmaci, spiegandone la parziale inefficacia. Infatti la forca duplicativa del DNA di fronte ad una lesione può, invece di spezzarsi, continuare a generare filamenti di DNA ma nella direzione opposta, creando una struttura a zampa di gallina. Affinché la forca continui a “funzionare” regolarmente bisogna appunto ricorrere a grossi quantitativi di farmaci chemioterapici in modo che riparino la lesione del filamento.

In questo ciclo di conferenze sono stati duque affrontati i meccanismi alla base della stabilità genomica ed illustrate le nuove frontiere di questo settore, dimostrando come nuove conoscenze applicative, legate alle biotecnologie, possano aprire importanti prospettive nella ricerca sui tumori.