Il biomarcatore che prevede l’aggressività dei tumori: l’incredibile scoperta della scienza
I ricercatori texani sono arrivati a predire con grande precisione gli esiti di meningiomi cerebrali e cancro al seno
Una scoperta scientifica sull'aggressività dei tumori
Un biomarcatore permette di prevedere con precisione gli esiti dei meningiomi cerebrali e dei tumori al seno. A scoprirlo, utilizzando una nuova tecnologia e un metodo computazionale, i ricercatori del Fred Hutch Cancer Center e dell’MD Anderson Cancer Center dell’Università del Texas. Grazie a uno studio, pubblicato su Science, hanno scoperto che la quantità di un enzima specifico, l'RNA polimerasi II (RNAPII), presente sui geni degli istoni è correlata all'aggressività e alla recidiva del tumore.
Livelli iper-elevati di RNAPII su questi geni istonici corrispondono a un'eccessiva proliferazione del cancro e, potenzialmente, contribuiscono alle alterazioni cromosomiche. Questi risultati indicano quindi l'uso di una nuova tecnologia genomica come strumento diagnostico e prognostico del cancro che potrebbe migliorare gli approcci oncologici di precisione”.
"Migliorare diagnosi e prognosi”
"Si è spesso trascurato che i geni degli istoni potrebbero essere un fattore di oscar e, a sua volta, un forte indicatore di proliferazione delle cellule tumorali - spiega Ye Zheng, Ph.D., co-primo autore e professore assistente di Bioinformatica e Biologia computazionale al MD Anderson - questo perché gli attuali metodi di sequenziamento dell’RNA non sono in grado di rilevare gli istoni RNA a causa della loro struttura unica. Questo significa che fino a oggi la loro presenza è stata ampiamente sottovalutata. Il nostro approccio innovativo, che allea una nuova tecnologia sperimentale e un metodo computazionale, stabilisce un ecosistema completo che può sfruttare i campioni di biopsie da diversi tipi di cancro per migliorare la diagnosi e la prognosi del tumore”.
La nuova tecnologia
I risultati dello studio sono stati possibili grazie a una nuova tecnologia di profilazione sviluppata nel laboratorio di Steven Henikoff, Ph.D., co-primo autore e professore presso la divisione di scienze di base del Fred Hutch Cancer Center, che consente ai ricercatori di studiare meglio l'espressione genica utilizzando campioni di biopsie tessutali incluse in paraffina (Formalin-Fixed Paraffin-Embedded o FFPE). Le biopsie di tessuto sono conservate per l'uso a lungo termine come campioni FFPE, ma l’RNA presente, nel tempo, diventa sempre più instabile a causa della degradazione, portando potenzialmente a dati di espressione genica di qualità inferiore. La nuova tecnologia - chiamata Cleavage Under Targeted Accessible Chromatin (CUTAC) - si concentra su piccole sequenze di DNA non codificanti frammentate, su cui i RNAPII si legano, situate sullo stesso cromosoma del gene che regolano, consentendo agli scienziati di misurare direttamente l’attività di trascrizione genetica dal DNA.
Esaminando campioni clinici di alcuni tipi di cancro avvalendosi della tecnologia CUTAC, i ricercatori hanno scoperto che l’espressione dei geni degli istoni era costantemente e significativamente più alta nei campioni di tumore rispetto ai campioni di tessuto normale. Le proteine degli estoni forniscono un supporto strutturale essenziale per il DNA nei cromosomi, agendo come bobine attorno alle quali si avvolgono i filamenti di DNA. Queste proteine sono state ben studiate, ma la maggior parte degli strumenti attuali per indagare l'espressione genica si basa sul sequenziamento dell’RNA. L'RNA istonico è unico perché la sua struttura impedisce alle molecole di RNA di essere rilevate dai metodi attuali. Pertanto, l'espressione dei geni dell’istone può essere significativamente sottostimata nei campioni tumorali. I ricercatori hanno ipotizzato che l’aumento della proliferazione delle cellule tumorali porti a un’espressione molto elevata, o ipertrascrizione, degli istoni per soddisfare le ulteriori richieste di replicazione e divisione cellulare.
L'espressione di RNAPII predice aggressività del cancro
Per testare la loro ipotesi, i ricercatori hanno utilizzato la profilazione CUTAC per esaminare e mappare l’RNAPII, che trascrive il DNA in precursori di RNA messaggero. Hanno studiato 36 campioni FFPE di pazienti affetti da meningioma - un tumore cerebrale comune e benigno - e hanno utilizzato un nuovo approccio computazionale per integrare questi dati con quasi 1.300 dati clinici disponibili al pubblico e i corrispondenti esiti. Nei campioni tumorali, i segnali dell'enzima RNAPII trovati sui geni degli istoni erano in grado di distinguere in modo affidabile tra campioni tumorali e normali.
I segnali RNAPII sui geni istonici erano correlati anche ai gradi clinici dei meningiomi, prevedendo con precisione la rapida recidiva e la tendenza alle perdite cromosomiche. L’utilizzo di questa tecnologia su campioni di FFPE di tumore al seno provenienti da 13 pazienti con cancro invasivo, inoltre, ha predetto anche aggressività del cancro.
"Il meccanismo dell’aggressività del cancro”
"La tecnica che abbiamo sviluppato per esaminare i campioni conservati del tumore, rivela un meccanismo precedentemente trascurato di aggressività del cancro - sottolinea Henikoff, che è anche un ricercatore dell'Howard Hughes Medical Institute - la sua identificazione suggerisce che potrebbe diventare un nuovo test per diagnosticare i tumori e possibilmente trattarli”. Il prossimo passo dei ricercatori sarà utilizzare questa tecnologia su campioni FFPE di diversi tipi di cancro per avere un’ulteriore conferma della validità della scoperta e della sua applicabilità anche in altre tipologie di cancro.