IFOM - ISTITUTO FIRC DI ONCOLOGIA MOLECOLARE
Nobel 2013
In questo articolo:
ricerca di base
signalling
Nobel 2013
Quattro gruppi
si scambiano segnali
Anche nell’istituto milanese finanziato
da FIRC operano gruppi di ricerca
che studiano il traffico cellulare, in linea
con il premio Nobel di quest’anno
a cura della REDAZIONE
e cellule, tutte
quante, per dividersi e moltiplicarsi utilizzano i sistemi di trasporto interno ed esterno studiati dai
tre vincitori del premio Nobel
per la medicina e la fisiologia
(vedi pagina 27 di questo numero di Fondamentale). Nei tumori, però, questi meccanismi assumono un’importanza ancora maggiore poiché,
quando sono inefficaci, la cellula più facilmente si moltiplica e dà origine alla neoplasia. Per questo anche in
IFOM, l’Istituto FIRC di oncologia molecolare di Milano, ci
sono ben quattro gruppi di ri-
L
cerca che lavorano su argomenti che hanno direttamente a che fare con il Nobel di
quest’anno, che dimostrano
anche quanto sia importante
la ricerca di base, quella che
studia i meccanismi di funzionamento di cellule e organismi per poi applicare le conoscenze acquisite allo studio
delle malattie.
DIRETTAMENTE DAL
LIEVITO AL MOSCERINO
“C’è stato stupore a Stoccolma al momento dell’annuncio” dice Thomas Vaccari,
a capo del laboratorio “Regolazione della soppressione tumorale attraverso l’endocitosi
in Drosophila” di IFOM, dove
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è tornato nel 2009, dopo un
lustro negli Stati Uniti, grazie
a una Start-up quinquennale
di AIRC. “Tutti si aspettavano
un premio all’epigenetica, invece è andato agli scopritori
dei processi di fusione tra
membrane, un affare di lipidi
e di proteine, anche se regolate a loro volta dal DNA, come
tutto ciò che avviene nella
cellula”. Il suo laboratorio si
occupa di traffico vescicolare
nel modello del moscerino
della frutta, in particolare di
un gruppo di proteine chiamate ESCRT
eSNARE che
sono tra quelle studiate
sui lieviti dal
Nobel Randy
Schekman,
col quale Vaccari ha potuto
collaborare direttamente durante la sua permanenza all’Università della California a
Berkeley. “Tutte le molecole
di signalling, cioè che regolano la comunicazione tra le
cellule, sono coinvolte nei tumori perché hanno una stretta relazione con il sistema vescicolare. I tumori infatti
sfruttano e distorcono il traffico vescicolare per indurre le
cellule a comportarsi in
modo favorevole alla diffusione della malattia”.
LA RICERCA A RITROSO
Biologa molecolare, esperta nello studio dei linguaggi
di propagazione dei segnali
cellulari, Simona Polo dirige
all’IFOM l’unità di ricerca
“Ubiquitina e
trasmissione
del segnale”.
“Ci occupiamo di capire come funziona l’endocitosi, una sorta di infrastruttura che genera, raccoglie, elabora, trasmette, smista e organizza nello spazio cellulare
istruzioni, segnali e informazioni da cui dipendono molteplici processi cellulari, com-
Dal modello
del Nobel
al moscerino
della frutta
GLOSSARIO
ENDOCITOSI
È un processo che riguarda
la membrana delle cellule,
attraverso il quale la
cellula stessa ingloba
molecole o corpuscoli
presenti nello spazio
extracellulare, modificando
la forma della sua
membrana plasmatica,
per racchiudere il
materiale da introdurre
nella cellula in una
vescicola, detta “vescicola
endocitica”. Questa
vescicola si sposta
all’interno della cellula
stessa trasportata
dai microtubuli, un
complesso sistema
di “funi” alle quali
la vescicola stessa rimane
ancorata.
SIGNALLING
Dall’inglese, indica
l’insieme dei sistemi usati
dalla cellula per inviare
informazioni
da un punto all’altro della
stessa, oppure
da una cellula all’altra.
Le “parole” del signalling
sono costituite da proteine
e altre sostanze che
fungono da messaggi
e che devono essere dirette
correttamente al bersaglio.
presi tutti quelli che possono
provocare il cancro se vengono alterati” spiega. Partendo
da questo aspetto generale
della vita della cellula, Polo e i
suoi collaboratori si sono concentrati sull’ubiquitina, una
proteina chiave in molti processi, compresa la formazione
dei tumori, a sua volta “premiata” con il Nobel nel 2004.
“Ora sto cercando di avviare
un nuovo filone di ricerca con
un approccio innovativo, a ritroso, in un certo senso. Dopo
aver caratterizzato nei dettagli un enzima dell’ubiquitinazione, siamo
andati a cercare quali
membri
della stessa
famiglia risultavano alterati nei pazienti con cancro,
sfruttando il Cancer Genome
Atlas. Ne abbiamo trovati alcuni molto interessanti e praticamente sconosciuti dal
punto di vista funzionale, che
intendiamo studiare”.
essere sfruttati dalla cellula
tumorale per trasformarsi da
entità indolente e poco mobile in un corridore dei nostri
tessuti. Il primo è spesso utilizzato come
un volante
per “guidare”
letteralmente il motore
molecolare
dell’actina e
consentire lo spostamento.
Il modo in cui il traffico di
membrane controlla il motore del citoscheletro di actina è
stato oggetto di diverse pubblicazioni del gruppo di Scita
perché bloccare questa interazione potrebbe essere una
strategia nella lotta contro le
metastasi.
Membrane
e vescicole
governano
il movimento
MOVIMENTI E MEMBRANE
Giorgio Scita dirige il programma “Meccanismi di migrazione e invasione dei tumori”. La principale sfida
della ricerca oncologica è
combattere la tendenza del
cancro, in particolare di quelli aggressivi, a disseminarsi e
colonizzare organi distanti
per formare metastasi. Nell’ultimo decennio si è scoperto che le cellule tumorali nel
loro viaggio metastatico adottano strategie di invasione
dei tessuti diverse ed estremamente flessibili. “È un po’
come quando, dovendo muoversi in una città congestionata decidiamo di usare la bicicletta, piuttosto che la metropolitana, o un automobile
a seconda delle condizioni
ambientali e di traffico. Questa flessibilità rende il tumore
particolarmente resistente a
trattamenti con singoli farmaci” spiega. Da qui la necessità di identificare le basi molecolari e i processi biologici
che il tumore adotta nel corso
del suo viaggio. Il traffico di
membrane (strettamente legato alle scoperte dei Nobel
2013) e il rimodellamento del
citoscheletro di actina sono
due di questi processi, che,
come spiega Scita, possono
QUESTIONI DI
COMUNICAZIONE
Pier Paolo Di Fiore, direttore del progetto “Endocitosi, signalling e cancro” è forse
quello che, per la vastità dei
progetti portati avanti nel
suo laboratorio, più rappresenta l’importanza delle scoperte premiate col Nobel. “Un
obiettivo di lungo termine
del nostro gruppo di ricerca è
di spiegare il ruolo dell’endocitosi e del signalling nel cancro” spiega. “I nostri contributi hanno cambiato il modo
con cui questo meccanismo è
percepito nel mondo dell’oncologia: non più una semplice macchina ma uno strumento che è vitale per la cellula, che regola il corretto
funzionamento dei messaggi
sia nel tempo sia nello spazio”. Il suo gruppo sta stu-
diando alcuni meccanismi
molecolari che governano
l’endocitosi dell’EGFR, un fattore di crescita epiteliale importante nel cancro. Alcune
proteine coinvolte nella regolazione del fenomeno, come
Numb e Notch, hanno anche
funzioni di soppressione del
tumore, per esempio nel carcinoma della mammella. “Si
tratta di imparare un linguaggio, quello della cellula, che
ogni tanto viene usato a sproposito provocando le malattie” conclude. “Nel capirlo
possiamo anche intervenire
per cercare strumenti in
grado di riportare la comunicazione alla normalità”.
IFOM, l’Istituto di oncologia molecolare che svolge attività scientifica
d’avanguardia a beneficio dei pazienti oncologici è sostenuto da FIRC,
Fondazione italiana per la ricerca sul cancro, attraverso lasciti testamentari. Per fare un investimento in un futuro senza cancro, quindi, basta
aggiungere un lascito, anche piccolo, nel tuo testamento.
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riceverai anche la Guida su come farlo. Grazie.
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