Cromosomi nel tritatutto
Se un certo enzima umano va fuori controllo, taglia i cromosomi corti e piccoli. Ciò è dannoso per le cellule, ma utile per uccidere i tumori. I ricercatori dell'ETH sono ora in grado di chiarire il meccanismo sottostante.
Le nostre cellule possiedono l'enzima MUS81. Tra le altre cose, viene utilizzato in caso di emergenza quando le cellule del corpo non riescono a replicarsi perché il macchinario di copiatura del DNA cellulare si impiglia nei filamenti di materiale genetico e si blocca. MUS81 agisce allora come una forbice genetica e dà una mano: l'enzima taglia la molecola di DNA in prossimità dell'area problematica, permettendo così al macchinario di copiatura di rimettersi in carreggiata e di duplicare il materiale genetico prima della divisione cellulare.
"Per garantire che l'enzima tagli il DNA solo quando è utile alle cellule, queste ultime regolano la sua funzione in modo molto preciso", spiega Joao Matos, professore dell'Istituto di biochimica dell'ETH di Zurigo. "Se l'enzima tagliasse il DNA in modo indiscriminato, sarebbe fatale per le cellule", aggiunge Heike Duda, dottoranda del gruppo di Matos.
I ricercatori di questo gruppo hanno ora decifrato i dettagli molecolari della regolazione di questo enzima nelle cellule umane in coltura. In un articolo pubblicato sulla rivista scientifica "Developmental Cell", descrivono come alcune proteine attivano le forbici del DNA o ne sopprimono l'attività.
Comprendere meglio gli studi clinici
Le indagini hanno anche rivelato che un farmaco antitumorale attualmente in fase di sperimentazione clinica interferisce con la regolazione di MUS81. Si tratta del principio attivo MK-1775, sviluppato da scienziati giapponesi. ? noto che questa sostanza è in grado di uccidere le cellule tumorali. Sono attualmente in corso studi clinici per indagare sul suo utilizzo nel trattamento di vari tipi di cancro.
MK-1775 disattiva una proteina di controllo che regola il ciclo cellulare. Come hanno dimostrato i ricercatori dell'ETH, MUS81 va fuori controllo e inizia a tagliare i cromosomi senza fermarsi, distruggendo l'intero set cromosomico. Di conseguenza, le cellule muoiono.
Secondo i ricercatori, le nuove scoperte sul meccanismo d'azione potrebbero aiutare a comprendere meglio i risultati degli studi clinici in corso e spiegare, ad esempio, perché il farmaco antitumorale funziona meglio in alcuni pazienti rispetto ad altri.
Letteratura di riferimento
Duda H, Arter M, Gloggnitzer J, Teloni F, Wild P, Blanco MG, Altmeyer M, Matos J: Un meccanismo per la rottura controllata dei cromosomi sotto-replicati durante la mitosi. Developmental Cell 2016, 39: 1-16, doi: pagina esterna10.1016/j.devcel.2016.11.017