Il team di ricerca, guidato dal dottor Sergi Regot, professore associato di biologia molecolare e genetica, ha esplorato una via molecolare che potrebbe essere responsabile della duplicazione eccessiva del genoma, un tratto distintivo delle cellule tumorali. Le loro scoperte, pubblicate sulla rivista Science, evidenziano anomalie nel comportamento di specifiche proteine ed enzimi durante il ciclo cellulare, particolarmente in condizioni di stress.
Le cellule normalmente seguono un processo ordinato per replicare il loro DNA, che inizia con la duplicazione del genoma, seguita dalla separazione delle copie del genoma e, infine, dalla divisione del DNA replicato in due nuove cellule figlie. Tuttavia, il team ha osservato che, sotto stress, alcune cellule possono entrare in uno stato dormiente e rischiare di duplicare nuovamente il loro genoma, un errore che può portare alla formazione di cellule cancerose.
Il dottor Regot e il suo assistente di ricerca, Connor McKenney, hanno concentrato i loro studi su cellule che rivestono i dotti del seno e il tessuto polmonare, noti per la loro rapida divisione, il che aumenta le opportunità di osservare anomalie nel ciclo cellulare. Utilizzando biosensori luminescenti, hanno etichettato enzimi cellulari noti come chinasi dipendenti da cicline (CDK), che giocano un ruolo cruciale nella regolazione del ciclo cellulare.
Durante l’esposizione a stress ambientali, come farmaci che interrompono la produzione di proteine, radiazioni UV o stress osmotico, l’attività di CDK 4 e CDK 6 si riduceva. Successivamente, circa cinque-sei ore dopo, quando le cellule iniziavano i preparativi per dividere, anche l’attività di CDK 2 veniva inibita. In questo contesto, un complesso proteico chiamato complesso promuovendo l’anafase (APC) veniva attivato durante la fase che precede la mitosi, il processo di divisione cellulare.
Interessante notare che, in un ambiente stressato, l’attivazione dell’APC avveniva prima della mitosi, un comportamento non usualmente osservato. Circa il 90% delle cellule di seno e polmone esaminate entrava in uno stato quiescente quando esposte a stress ambientali. Tuttavia, una piccola percentuale di queste, tra il 5% e il 10%, evitava questa fase quiescente e procedeva a duplicare nuovamente il proprio genoma.
Ulteriori esperimenti hanno collegato un aumento dell’attività delle chinasi proteiche attivate dallo stress a questa piccola percentuale di cellule che continuano a duplicare il loro genoma. Questi risultati suggeriscono che potrebbero essere sviluppati farmaci capaci di bloccare l’APC prima della mitosi per prevenire la duplicazione del genoma nelle cellule cancerose e, di conseguenza, impedire la progressione del tumore.
Questo studio non solo sfida la conoscenza fondamentale del ciclo cellulare, ma apre anche nuove possibilità per lo sviluppo di terapie mirate contro il cancro, potenzialmente in grado di prevenire la progressione della malattia. Le implicazioni di queste scoperte sono significative, poiché offrono una nuova prospettiva su come le cellule cancerose sviluppano resistenza ai farmaci e suggeriscono nuovi approcci per combattere questa malattia devastante.