Il cancro è la seconda causa di morte in Svizzera. Tra i vari tipi di cancro, uno dei più pericolosi è
La “materia oscura” del genoma: cos’è?
Hanno usato una classe di geni poco studiata – RNA lungo non codificante (acidi ribonucleici) o lncRNA – come nuovi bersagli.
lncRNARNA lunghi non codificanti, lncRNA) sono RNA non codificanti, la cui lunghezza è solitamente superiore a 200 nucleotidi e si trovano nel nucleo o nel citoplasma. Il numero esatto di lncRNA nelle cellule umane è ancora sconosciuto. Si ritiene che nel genoma umano siano presenti circa 15.000 lncRNA.
Esistono RNA lunghi non codificantiin abbondanza nella cosiddetta “materia oscura” del genoma. Quella parte del DNA che non codifica per le proteine e ne costituisce la stragrande maggioranza. Il genoma contiene circa 20.000 geni “classici” codificanti proteine. Ma questo numero è trascurabile rispetto a 100.000 lncRNA. Le funzioni biologiche del 99% degli lncRNA sono sconosciute.
Foto e immagine di copertina: studioworkstock
Come suggerisce il nome, “lungoGli RNA non codificanti, a differenza degli RNA messaggeri (mRNA), gli lncRNA non codificano i piani per la costruzione delle proteine. Come nel caso dell'mRNA, le istruzioni per costruire l'lncRNA sono contenute nel DNA cellulare.
Preparazione per l'esperimento
Per studiare il ruolo degli lncRNA nel NSCLC,I ricercatori hanno esaminato i set di dati disponibili al pubblico. Di conseguenza, gli scienziati hanno compilato più di 800 lncRNA, la cui importanza per le cellule tumorali i biologi volevano testare. Per fare ciò hanno sviluppato uno speciale sistema di screening che impedisce la produzione di lncRNA selezionati rimuovendo parte delle istruzioni per la loro struttura nel DNA stesso.
Gli scienziati hanno già utilizzato un sistema di screeninga due linee cellulari NSCLC ottenute da pazienti. E poi abbiamo esaminato come l’inibizione di lncRNA selezionati influisce sulle caratteristiche distintive delle cellule tumorali. Questi includono comportamenti che contribuiscono alla progressione della malattia: proliferazione, metastasi e resistenza alla terapia.
Di conseguenza, su 800 candidati hanno studiatoI biologi hanno compilato un elenco di un totale di 80 lncRNA ad alta confidenza importanti per l'NSCLC. Inoltre, tra questi 80, gli scienziati ne hanno selezionati solo alcuni per gli esperimenti successivi.
Come sono andate le ricerche?
Per gli esperimenti successivi, biologiha utilizzato un approccio che non funziona a livello del DNA, ma è mirato specificamente agli lncRNA dopo la loro formazione. A questo scopo, gli scienziati hanno utilizzato piccoli RNA sintetizzati chimicamente: oligonucleotidi antisenso (ASO). Si legano agli lncRNA che prendono di mira e ne provocano la degradazione. Va notato che diverse ASO sono già approvate per il trattamento delle malattie umane, ma nessuna ancora per la cura del cancro.
Immagini microscopiche di sferoidi 3D di cancro al polmone trasfettati con ASO marcati in modo fluorescente verde.
Credito: UniBE/NCCR
Gli oligonucleotidi antisenso lo sonoframmenti di DNA a filamento singolo modificati chimicamente, il cui "bersaglio" è il pre-mRNA, brevi frammenti di informazioni genetiche, che fungono quindi da "istruzioni" per il ribosoma, che assembla su di essi le proteine. A seconda di come funziona un particolare oligonucleotide antisenso, l'mRNA viene infine distrutto o altrimenti unito, un processo in cui alcuni esoni (regioni codificanti) sono inclusi nell'mRNA finale o esclusi da esso.
Cosa ha mostrato l'esperimento?
Esperimenti successivi hanno dimostrato che perdella maggior parte degli lncRNA selezionati, la loro distruzione con l'aiuto dell'ASO inibisce la divisione delle cellule tumorali nella coltura cellulare. È importante sottolineare che lo stesso trattamento ha avuto un effetto minimo o nullo sulle cellule polmonari non cancerose, che non dovrebbero essere danneggiate dal trattamento antitumorale. In un modello 3D di NSCLC che somigliava più a un tumore che a una coltura cellulare, l’inibizione di un lncRNA con ASO ha ridotto la crescita del tumore di oltre la metà.
Foto: onlyyouqj
Come notano gli autori dello studio, sono rimasti “piacevolmente sorpresi nel vedere con quanta efficacia gli oligonucleotidi antisenso hanno inibito la crescita del tumore in una varietà di modelli”.
Qual è il prossimo?
I ricercatori continuano la ricercamodelli preclinici di cancro e stanno valutando la possibilità di collaborare con aziende esistenti o di creare una start-up per sviluppare un farmaco per curare i pazienti.
Per quanto riguarda altri tipi di cancro, gli scienziati hanno detto:il loro approccio dovrebbe essere facilmente adattabile per identificare nuovi potenziali trattamenti per altri tipi di cancro. Il prossimo obiettivo è il cancro del colon-retto. È il terzo tumore maligno più diffuso al mondo: ogni anno circa 880.000 persone muoiono di cancro del colon-retto. Ogni anno in tutto il mondo vengono diagnosticati circa 1,8 milioni di nuovi casi di questa malattia. Questo è un obiettivo importante.
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