IL CANCRO
DALLA CONOSCENZA ALLA CURA
(BREVE PERCORSO FORMATIVO PER NON ADDETTI AI LAVORI)
Cap.1
E ALL’INIZIO DIO CREO’ IL CIELO E LA TERRA…..
- La materia
- Brevi cenni di chimica
- Brevi cenni di biologia
- Brevi cenni di Genetica
- Brevi cenni di Fisiologia
Cap. 2
Cos’è il Cancro – DOVE SI SVILUPPA
- la struttura cellulare
- la struttura del DNA
- i meccanismi cellulari regolati dai programmi genetici: differenziazione – apoptosi
- il ricambio cellulare e l’attività regolatrice delle vitamine
-gli ormoni
Cos’è il Cancro - PERCHÉ SI SVILUPPA
- modificazioni del DNA (la natura chimico/fisica delle modificazioni)
- agenti mutageni
- i recettori
- conseguenze sui meccanismi di diffenziazione e apoptosi
- alterazione del ricambio cellulare
Cap. 3
LA CELLULA NEOPLASTICA E IL TESSUTO NEOPLASTICO
- caratteristiche biologiche
- proliferazione, organizzazione e crescita
- metastatizzazione
- effetti sull’organismo (malattia – morte)
Cap. 4
I TRATTAMENTI TERAPEUTICI “TRADIZIONALI”
- La Chirurgia
- La Chemioterapia
- La Radioterapia
Cap. 5
LA TERAPIA BIOLOGICA (Il Metodo Di Bella)
- agenti pro-differenzianti
- agenti pro-apoptotici
- agenti inibitori della crescita
- il concetto di sinergismo
Cap. 6
Illustrazione di alcuni CASI CLINICI documentati.
Cap. 7
STATISTICHE E DISCUSSIONE
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- CAP. 1 –
E ALL’INIZIO DIO CREO’ IL CIELO E LA TERRA…..
“” La materia che compone l’universo muta in base all’entità, concentrazione e natura
dell’energia che la anima, di cui non conosciamo razionalmente origine ed essenza, ma solo
modalità e velocità di reazioni con cui agisce. Queste reazioni possono essere convenzionalmente
positive o negative e dall’entità nel tempo di queste reazioni si ha l’equilibrio organico, che oscilla
entro margini ristretti. Esso è rivolto a mantenere costante il rapporto tra composizione materiale e
contenuto energetico. Ogni mutamento ha un aspetto materiale, biochimico e biofisico che
interagiscono. Le cellule e gli organuli che contengono, rappresentano la sede in cui avvengono le
reazioni, cioè i cambiamenti materiali della sostanza vivente.
Dall’equilibrio di queste reazioni positive e negative origina quella situazione di stabilità che è
condizione ed aspetto essenziale della vita, considerando che ogni cambiamento della materia
vivente non può prescindere da un adeguamento dello stato energetico. Solo minime variazioni
quantitative di produzione, assorbimento, cioè elaborazione del terreno biologico e del suo
corrispettivo energetico, sono compatibili con la vita, cioè le reazioni devono procedere per
passaggi graduali di entità minima materiali-energetici, reciprocamente compensati nel tempo. Per
l’estrema gradualità di queste reazioni apparentemente nulla è cambiato perché si è realizzato con
equivalenza materiale-energetica di costruzione e distruzione, di produzione e assorbimento di
energia e materia. Ciò si realizza se la materia trasformata è di entità minima, con trasmutazione
attraverso gradi ugualmente minimi. Questo continuo divenire, per le eccezionali finalità cui tende,
deve essere modulato e graduato con estrema finezza, e nelle sue linee essenziali sarebbe
impossibile senza le vitamine, il cui fine è il condizionamento e la regolazione di quell’equilibrio
materia-energia su cui poggia la vita.
La piena conoscenza delle vitamine equivale alla conoscenza dei più fini equilibri e dei rapporti
energia-materia e di tutti i riflessi sull’attività vitale. Se questa è l’essenza della vita, se ne può
comprendere il peso determinante nelle deviazioni tumorali, dalla vita fisiologica. La conoscenza
della composizione chimica, della formazione, della localizzazione all’interno della cellula, del
momento del loro intervento, della regolazione e dell’entità della loro attività consente di cogliere
l’essenza della vita fisiologica e di correggere le sue deviazioni patologiche, perciò dal suo ruolo
originario biochimico-vitale, la vitaminologia è assurta nel MDB, a quello terapeutico razionale
essenziale sia nella prevenzione, che nella cura di varie patologie. Pertanto la conoscenza
approfondita dei meccanismi regolatori della vita normale, fisiologica, consente la predisposizione
di contromisure efficaci per evitare deviazioni degenerative o neoplastiche. “”
Giuseppe Di Bella.
La materia
Tutto ciò che occupa spazio ed ha massa è conosciuto come materia. In fisica, non c'è un largo
consenso per una comune definizione di materia, in parte perché la nozione di "occupare spazio" è
mal definita e inconsistente nel quadro della “meccanica quantistica”. I fisici non definiscono con
precisione cosa si deve intendere per materia, preferendo invece utilizzare e rivolgersi a concetti più
specifici di massa, energia e particelle.
In Chimica, la materia è la parte dell'universo composta da atomi chimici. L'atomo (dal greco
ἄτομος - àtomos - indivisibile, così chiamato perché inizialmente considerato l'unita più piccola ed
indivisibile della materia) è la più piccola parte di ogni elemento esistente in natura che ne
conserva le caratteristiche chimiche.
L'atomo è composto da un nucleo carico positivamente e da un numero di elettroni,[1] carichi
negativamente, che gli ruotano attorno senza un'orbita precisa (l'elettrone si dice quindi
"delocalizzato"), nei cosiddetti "gusci elettronici". Il nucleo è composto da protoni, che sono
particelle cariche positivamente e da neutroni, che sono particelle prive di carica: protoni e neutroni
sono detti nucleoni. In proporzione, se il nucleo atomico fosse grande quanto una mela, gli elettroni
gli ruoterebbero attorno ad una distanza pari a circa un chilometro; un nucleone ha massa quasi
1800 volte superiore a quella di un elettrone.
La materia che osserviamo si presenta quindi generalmente nella forma di composti chimici, di
polimeri, leghe o elementi puri.
Brevi cenni di Chimica
Oggetto di studio della chimica sono le proprietà e le strutture dei costituenti della materia (atomi,
molecole, cristalli e altri aggregati) e le loro interazioni reciproche, da cui hanno origine gli stati
della materia.
Tale studio della materia non è limitato alle sue proprietà e struttura in un dato istante, ma riguarda
anche le sue trasformazioni, dette reazioni chimiche.[1]
Sono studiati anche gli effetti di tali proprietà e interazioni tra i componenti della materia su quelle
degli oggetti e della materia con cui comunemente abbiamo a che fare, e le relazioni tra di essi, il
che determina un'ampia importanza pratica di tali studi. Si tratta quindi di un campo di studi molto
vasto, i cui settori sono tradizionalmente suddivisi in base al tipo di materia di cui si occupano o al
tipo di studio.
La conoscenza della struttura elettronica degli atomi è alla base della chimica convenzionale,
mentre la conoscenza della struttura del Nucleo atomico e delle sue trasformazioni spontanee ed
indotte è alla base della chimica nucleare.
La rottura e la formazione dei legami tra gli atomi e le molecole sono responsabili della
trasformazione della materia.
La chimica è anche stata definita come "la scienza centrale" (in inglese Central Science) perché
connette le altre scienza naturali, come l'astronomia, la fisica, le scienze dei materiali, la biologia e
la geologia.
Brevi cenni di Biologia
La biologia è quella materia che studia tutto ciò che riguarda la vita.
I biologi studiano la vita a molteplici livelli di scala:
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su scala molecolare, con biologia molecolare, biochimica e genetica molecolare (studio di
grandi molecole biologiche, la loro struttura, le loro proprietà e interazioni)
su scala cellulare, con citologia, biologia cellulare,
su scala multi-cellulare con fisiologia, anatomia e istologia
su scala dello sviluppo di un singolo organismo con ontogenia o biologia dello sviluppo
su scala di popolazione di organismi, tramite genetica delle popolazioni e le interazioni fra
di essi con etologia (comportamento e adattabilità)
•
•
su scala multi-specie (lignaggio, discendenza), con la sistematica (paragone e classificazione
di organismi viventi ed estinti)
su scala ancora maggiore si trova l'ecologia -che studia gli ecosistemi (interazioni tra
organismi viventi e il loro ambiente abiotico)- e lo studio dell'evoluzione.
Brevi cenni di Genetica
La genetica, (dal greco gennao γεννάω = dare vita, generare) è la scienza che studia i geni,
l'ereditarietà e la variabilità genetica degli organismi. Il campo di studio della genetica si focalizza
dunque sulla comprensione dei meccanismi alla base di questi fenomeni degli organismi, noti sin
dall'antichità , assieme alla embriologia ,ma non spiegati fino al XIX secolo, grazie ai lavori
pionieristici di Gregor Mendel, considerato per questo il padre della genetica. Egli infatti per primo,
pur non sapendo dell'esistenza dei cromosomi e della meiosi, attribuì ai 'caratteri' ereditati in modo
indipendente dai genitori, la proprietà di determinare il fenotipo dell'individuo.
In una visione moderna, l'informazione genetica degli organismi è contenuta all'interno della
struttura chimica delle molecole di DNA. I 'caratteri' mendeliani dell'individuo corrispondono a
sequenze di DNA, chiamate geni presenti nel genoma in duplice copia (nel cromosoma ereditato dal
padre e in quello ereditato dalla madre). I geni infatti contengono l'informazione per produrre
molecole di RNA e proteine che permettono lo sviluppo e la regolazione dei caratteri cui sono
correlati. Le proteine vengono prodotte attraverso la trascrizione del DNA a RNA, che a sua volta
viene tradotto in proteina dai ribosomi. Tale processo è noto come dogma centrale della biologia
molecolare. Alcuni geni sono trascritti in RNA ma non divengono proteine, assolvendo a
fondamentali funzioni biologiche.
Brevi cenni di Fisiologia
La Fisiologia è la disciplina biologica che studia il funzionamento degli organismi viventi. È una
scienza integrata che utilizza principi chimico-fisici per spiegare il funzionamento degli esseri
viventi, siano essi vegetali o animali, mono o pluricellulari. L'etimologia della parola deriva dalle
parole greche "φύσις" e "λόγος" tradotte come "discorso sui fenomeni naturali".
La fisiologia opera su diversi livelli, occupandosi sia dei meccanismi di base a livello molecolare
sia di funzioni di cellule e organi, come pure dell'integrazione delle funzioni d'organo negli
organismi complessi.
A seconda della branca specialistica la fisiologia si avvale delle conoscenze di numerose discipline,
oltre alle già citate chimica e fisica, quali biochimica, biologia molecolare, anatomia, citologia, e
istologia e costituisce la base fondamentale per numerose altre quali la patologia, la farmacologia e
la tossicologia.
La fisiologia comprende varie branche tra cui:
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Fisiologia animale: studia i fenomeni e i meccanismi associati alle funzioni degli animali.
Fisiologia applicata: studia la capacità umana d'interagire con l'ambiente esterno.
Fisiologia comparata: studia le somiglianze e le differenze delle diverse specie animali.
Fisiologia patologica: studia le modificazioni delle funzioni in seguito ad una patologia.
Fisiologia umana: studia i fenomeni e i meccanismi associati alle funzioni degli esseri
umani.
Fisiologia cellulare: studia i meccanismi associati al funzionamento delle cellule e le loro
interazioni con l'ambiente.
Neurofisiologia: studia il funzionamento del sistema nervoso sia a livello cellulare che
sistemico.
Fisiologia dello sviluppo: studia i meccanismi e le fasi che conducono un organismo alla
maturità riproduttiva.
Fisiologia vegetale: studia i fenomeni e i meccanismi associati alle funzioni dei vegetali.
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- CAP. 2 –
COS’E’ IL CANCRO – dove si sviluppa
La Cellula
La cellula (dal latino, piccola camera) è l'unità fondamentale di tutti gli organismi viventi, la più
piccola struttura ad essere classificabile come vivente.
Alcuni organismi, come ad esempio i batteri acidoplastici o i protozoi, possono consistere di una
singola cellula ed essere definiti unicellulari. Altri organismi, come l'uomo (formato da circa 100
mila miliardi di cellule), sono invece definiti pluricellulari. I principali organismi pluricellulari
appartengono tipicamente ai regni animale, vegetale e dei funghi.
Le cellule degli organismi unicellulari presentano caratteri morfologici solitamente uniformi.
Con l'aumentare del numero di cellule di un organismo (pluricellulare) invece, le cellule che lo
compongono si differenziano in forma, grandezza, rapporti e funzioni specializzate, fino alla
costituzione di tessuti ed organi.
Questo processo, che ha inizio già a livello embrionale, è detto: differenziazione cellulare.
La differenziazione cellulare è uno dei processi regolati dalle informazioni genetiche contenute nel
DNA.
Ogni cellula può esser definita come un'entità chiusa ed autosufficiente: essa è infatti in grado di
assumere nutrienti, di convertirli in energia, di svolgere funzioni specializzate e di riprodursi se
necessario. Per fare ciò, ogni cellula contiene al suo interno tutte le informazioni necessarie.
Tutte le cellule mostrano alcune caratteristiche comuni:
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la riproduzione attraverso divisione cellulare (scissione binaria/mitosi o meiosi);
l'utilizzo di enzimi ed altre proteine (o acidi nucleici) prodotti a partire dai geni presenti sul
DNA, utilizzando come intermedio DNA/proteine un trascritto di RNA (dogma centrale
della biologia molecolare);
il metabolismo, che permette alle cellule di incorporare materiali grezzi e di costruirvi
componenti cellulari, di ricavarvi energia e di rilasciare i prodotti di scarto; il funzionamento
di una cellula dipende dalla sua capacità di estrarre ed utilizzare l'energia chimica contenuta
nelle molecole organiche (tale energia viene rilasciata durante i pathway metabolici);
la risposta a stimoli interni ed esterni, come variazioni di temperatura, pH o nei livelli di
nutrienti od ormoni;
il contenuto cellulare racchiuso in una membrana plasmatica.
Le cellule, in base alla loro organizzazione interna, possono essere inoltre distinte in due grandi
categorie: le cellule procarioti, prive di nucleo ben differenziato, e le cellule eucarioti, con nucleo
ben definito e isolato dal resto della cellula tramite l'involucro nucleare, nel quale è racchiuso la
maggior parte del materiale genetico, il DNA (una parte è contenuta nei mitocondri).
Alcune cellule procariote contengono importanti compartimenti interni racchiusi all'interno di
membrane, ma sono solo quelle eucariote a presentare in genere diverse compartimentalizzazioni
interne racchiuse da membrane fosfolipidiche (definite organelli). Lo scambio di materiali tra
queste diverse regioni è garantito da complessi sistemi di trasporto di piccole vescicole, come
quello delle chinesine.
Il Nucleo Cellulare
Il nucleo è l'organello più complesso presente all'interno delle cellule eucariote e può essere
considerato il centro di comando da cui partono tutti gli ordini che regolano la vita della cellula.
Questo perché nel nucleo sono conservate le strutture deputate alla conservazione e alla
trasmissione delle informazioni genetiche (DNA).
Nel nucleo il DNA è conservato sotto forma di cromatina (cromosomi) e sempre qui ha luogo la
replicazione del DNA nucleare e la sua trascrizione ad RNA, durante il processo di moltiplicazione
cellulare.
L'informazione genetica (DNA) presente nel nucleo è protetta da eventuali molecole citosoliche in
grado di danneggiarla attraverso una doppia membrana nucleare, detta solitamente cisterna
perinucleare e caratterizzata dalla presenza di pori che permettono il passaggio di determinate
sostanze.
Il materiale genetico è racchiuso all'interno del nucleo, dove è organizzato in differenti cromosomi
lineari. Anche alcuni organelli, come mitocondri e cloroplasti, possono contenere materiale genetico
addizionale.
Sintetizzando: il nucleo è il cervello della cellula; riceve informazioni e trasmette ordini e
messaggi.
Il DNA (Acido Desossiribonucleico)
Gli acidi nucleici (DNA – RNA) sono acidi presenti nel nucleo della cellula. Sono deputati alla
conservazione e trasmissione dell'informazione biologica nei viventi.
Gli acidi nucleici sono delle macromolecole polimeriche lineari, ovvero polimeri (molecole
complesse) di nucleotidi, i cui monomeri (molecole semplici) sono i nucleotidi stessi, formati da
uno zucchero, una base azotata e dei gruppi fosfato. Negli organismi viventi si trovano due tipi di
acidi nucleici:
•
•
DNA (acido deossiribonucleico)
RNA (acido ribonucleico)
Tutti gli organismi contengono acidi nucleici sotto forma di DNA e RNA.
Il DNA è il depositario dell'informazione genetica che viene trascritta (cioè copiata) in molecole di
RNA. L'RNA contiene il codice per sintetizzare specifiche proteine.
Lo zucchero dell'RNA è il ribosio, quello del DNA è il deossiribosio. In entrambe le sostanze vi
sono due tipi di basi azotate le puriniche( adenina e guanina) e le pirimidiniche(timina, citosina e
uracile), che derivano rispettivamente dalla purina e pirimidina. Le basi azotate che costituiscono il
DNA sono: adenina(A), guanina(G), citosina(C) e timina(T). Le basi azotate che costituiscono
l'RNA sono: adenina(A), guanina(G), citosina(C) e uracile(U). Nei batteri e nelle cellule di
organismi superiori, sono presenti entrambi; alcuni virus possiedono solo l'RNA (ad esempio quello
della poliomielite o quello dell'AIDS), altri solo il DNA. Negli eucarioti, il DNA si trova nel nucleo
e nel mitocondrio, mentre l'RNA si trova nel nucleo, ma soprattutto nel citoplasma. Al DNA spetta
il mantenimento dei caratteri ereditari, mentre all'RNA spettano altre mansioni, quale la
trasmissione delle informazioni contenute nel DNA verso i siti di sintesi proteica.
RNA e DNA sono molecole molto complesse: è quindi probabile che risultino dall'evoluzione di
molecole esistenti precedentemente.
Struttura chimica del DNA (nucleotide)
L'unità strutturale ( monomero) del DNA è detta nucleotide. Il DNA è formato da una lunga
concatenazione (sequenza) di nucleotidi.
A loro volta i nucleotidi sono molecole formate da uno zucchero, una base azotata e dei gruppi
fosfato.
Il sequenziamento del DNA è la determinazione dell'ordine dei diversi nucleotidi (Adenina,
Citosina, Guanina e Timina) che costituiscono l'acido nucleico.
Metodologie di rappresentazione del “Sequenziamento del DNA” ( A= Adenosina , C=Citosina ,
G=Guanina , T=Timina)
La sequenza del DNA contiene tutte le informazioni genetiche ereditarie del nucleo, plasmidi,
mitocondri e cloroplasti che sono alla base per lo sviluppo di tutti gli organismi viventi. All'interno
di questa sequenza sono codificati i geni di ogni organismo vivente, nonché le istruzioni per
esprimerli nel tempo e nello spazio (regolazione dell'espressione genica). Determinare la sequenza è
dunque utile nella ricerca del perché e come gli organismi vivono.
Gli organismi attuali contengono molecole di DNA molto lunghe, costituite da milioni di coppie di
basi (bp). Ne consegue che la replicazione di queste molecole giganti è associata a centinaia di
migliaia di srotolamenti dei filamenti complementari gli uni sugli altri.
L’informazione genetica
L'informazione genetica risiede, quindi, essenzialmente nel DNA, ed è determinata dalla sua
struttura chimica.
Poiché in ogni posizione in un filamento di Dna ci possono essere 4 diversi desossiribonucleotidi,
ognuno di essi contiene 2 bit di informazione (in quanto 22=4).
L'informazione genetica viene riprodotta prima che una cellula si divida mediante la replicazione
del DNA.
L'informazione di un frammento di Dna viene ricopiata in un filamento di Rna con un processo
detto trascrizione. In questo caso essa non viene sostanzialmente modificata in quanto i
ribonucleotidi sono molto simili ai corrispondenti desossiribonucleotidi.
Il tipo più abbondante di Rna è il messaggero (mRNA) che ha la funzione di trasportare
l'informazione dal Dna ai ribosomi che producono le proteine. Si tratta di molecole a vita breve che
vengono poi degradate.
Il ribosoma, nell'attuare la sintesi proteica deve interpretare una sequenza di nucleotidi e produrre
una sequenza precisa di amminoacidi. Nelle normali proteine vi sono circa 20 tipi di amminoacidi:
ogni amminoacido per essere determinato richiede tra 4 e 5 bit di informazione (in quanto 24=16 e
25=32). Per rappresentare un amminoacido serve quindi una sequenza di 3 nucleotidi (tripletta).
Il codice genetico è la regola di corrispondenza tra le triplette e gli amminoacidi: è lo stesso per tutti
gli organismi terrestri, e ciò è una forte evidenza a favore dell'origine comune di tutte le specie che
conosciamo. Poiché le triplette sono 64 (43) vi sono triplette sinonime (che indicano lo stesso
amminoacido): si dice perciò che il codice genetico è degenerato. Esistono inoltre tre triplette
nonsense, che non rappresentano nessun amminoacido e indicano la fine della catena proteica.
Tutte le sostanze organiche non semplicissime presenti in un organismo sono proteine o sono
prodotte dalle proteine enzimatiche: i geni determinano quindi la composizione dell'individuo.
Il seguente schema mostra il flusso dell'informazione genetica.
Il diagramma precedente mostra quello che viene chiamato "dogma centrale della biologia
molecolare".
Il cosiddetto dogma centrale della biologia molecolare è il principio secondo il quale il flusso
dell'informazione genetica è monodirezionale e parte dagli acidi nucleici (DNA-RNA) per arrivare
alle proteine. In questo processo sono identificabili tre punti: l'informazione genetica è conservata
nel DNA, che viene trascritto sotto forma di RNA, il quale viene successivamente tradotto a
proteine, la forma "operativa" dell'informazione contenuta nel genoma.
Questo costituisce il meccanismo di base dell'espressione dei geni e la direzione fondamentale del
flusso di informazione genetica.
Le proteine
Le proteine sono tra i composti organici più complessi e sono i costituenti fondamentali di tutte le
cellule animali e vegetali. Dal punto di vista chimico, una proteina è un polimero (o anche una
macromolecola) di residui amminoacidici, uniti mediante un legame peptidico, spesso in
associazione con altre molecole e/o ioni metallici (in questo caso si parla di proteina coniugata).
Le proteine hanno una organizzazione tridimensionale (struttura) molto complessa a cui è associata
sempre una funzione biologica. Da questa considerazione deriva uno dei dogmi fondamentali della
biologia: "Struttura <--> Funzione", nel senso che ad ogni diversa organizzazione strutturale
posseduta da una proteina (detta proteina nativa) è associata una specifica funzione biologica.
Da questo punto di vista le proteine possono essere classificate in due grandi famiglie: le proteine
globulari e le proteine a struttura estesa o fibrosa. Queste due organizzazioni riflettono le due grosse
separazioni funzionali che le contraddistinguono:
•
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Le proteine estese o fibrose svolgono funzioni generalmente biomeccaniche, esse per es.
rientrano nella costituzione delle unghie, dei peli, dello strato corneo dell'epidermide, ecc.,
opponendo una valida difesa contro il mondo esterno.
Al contrario, le proteine globulari sono coinvolte in specifiche e molteplici funzioni
biologiche, spesso di notevole importanza per l'economia cellulare, per es. sono proteine gli
enzimi, i pigmenti respiratori, molti ormoni e gli anticorpi, responsabili della difesa
immunitaria.
Meccanismi cellulari regolati da programmi genetici :
DIFFERENZIAZIONE e APOPTOSI
Parte da inserire ???????
Uno dei delle domande esistenziali di una cellula è: “Perchè una cellula dovrebbe suicidarsi?”
Non si tratta di masochismo cellulare, in certe circostanze la morte cellulare rappresenta un evento
positivo per l’organismo.
Troviamo il fenomeno dell’apoptosi in un normale sviluppo embrionale, nella distruzione di cellule
che rappresentano una minaccia per l’integritá dell’organismo; nel controllo della popolazione
cellulare di un tessuto(omeostasi); nell’ eliminazione di cellule “Self” proprie “pericolose”
L’apoptosi è un sofisticato meccanismo in cui l’evoluzione cellulare ha fatto da setaccio per
difendere l’organismo da cellule infettate da virus (ad opera di linfociti T citotossici); da cellule del
sistema immune autoreattive; da cellule in cui si verifica un danno al DNA; da cellule tumorali.
L’Apoptosi è un processo attivo (richiede ATP) che viene indotto da segnali esogeni o endogeni e
che serve ad eliminare, senza conseguenze cellule indesiderate. I processi fisiologici di regolazione
dell’Apoptosi hanno segnali recettoriali, di danno direttamente al DNA e di segnali di membrana.
Se pensiamo allo sviluppo embrionale la morte cellulare è un processo fondamentale, per “scolpire”
il nuovo organismo. Possiamo dire che la vita è un processo che in parte è reso possibile dalla
morte. Infatti l’apoptosi durante lo sviluppo embrionale, per l’involuzione di strutture, può essere
immaginata come una scultura di marmo; prima si parte dal blocco intero e poi piano piano si
tolgono i pezzi con lo scalpello e il martello, così la scultura assume forma e sostanza. L’abbozzo
delle mani è l’esempio più ecclatante per capire come funziona l’apoptosi nell’embriogenesi.
Altri segnali recettoriali di apoptosi sono nell’eliminazione dei neutrofilie macrofagi dopo
l’infiammazione
acuta,
oppure
nell’eliminazione
dei
linfociti
T
autoreattivi.
Per evitare l’accumolo di mutazioni che possono causare l’insorgenza di neoplasie, l’apoptosi gioca
un ruolo fondamentale nell’eliminazione di cellule il cui DNA è stato danneggiato, cellule tumorali
possono essere eliminate da parte dei linfociti T citotossici attraverso l’interazione di antigeni di
membrana.
Le mutazioni
Le mutazioni sono caratteristiche genotipiche di un individuo che non erano presenti nei genitori.
Esse derivano da errori nella replicazione del genoma. Si dividono in:
1) mutazioni germinali, vengono trasmesse alla progenie attraverso i gameti. Sono presenti in tutte
le cellule dell'individuo. Possono essere di tre tipi:
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monogeniche o mendeliane, in cui il gene implicato è uno solo
mitocondriali dovute a mutazioni nel DNA mitocondriale
multifattoriali, in cui sono implicati due o più geni, ognuno dei quali è necessario ma non
sufficiente a innescare una patologia, nonché l'influenza di molteplici fattori ambientali
cromosomiche, dovute ad anomalie strutturali dei cromosomi
genomiche, consistenti in anomalie nel numero dei cromosomi
2) mutazioni somatiche, insorte in una singola cellula dell'organismo e trasmesse alla sua progenie
a costituire un clone cellulare. Non possono essere trasmesse ai discendenti in quanto coinvolgono
cellule che non danno origine a cellule della prole; sono coinvolte nella cancerogenesi e
nell'invecchiamento.
Il DNA può essere alterato dall'azione di numerosi agenti, genericamente definiti mutageni; è
fondamentale notare però come una mutazione -ovverosia un cambiamento raro, casuale, che alteri
la sequenza di basi azotate- non sia necessariamente un evento pernicioso ma anzi sia alla base
dell'evoluzione: suddetta mutazione dovrà però farsi spazio nella fittissima rete cibernetica cellulare
nonché nell'ambiente nel quale vive ed opera l'organismo vivente in questione; qualora vengano
superati questi punti di restrizione (altamente selettivi vista la loro complessità intrinseca, la
stragrande maggioranza delle mutazioni difatti si rivela non vantaggiosa od anche neutra), si avrà
un organismo arricchito dalla mutazione. Tra di essi figurano ad esempio agenti ossidanti, agenti
alchilanti ed anche radiazioni ad alta energia, come i raggi X e gli UV. Il tipo di danno causato al
DNA dipende dal tipo di agente: gli UV, ad esempio, danneggiano il DNA generando la formazione
di dimeri di timina, costituiti da ponti aberranti che si instaurano tra basi pirimidiniche adiacenti.
Agenti ossidanti come i radicali liberi o il perossido di idrogeno, invece, producono danni di tipo
più eterogeneo, come modificazioni di basi (in particolare di guanine) o rotture del DNA a doppio
filamento. Secondo diversi studi, in ogni cellula umana almeno 500 basi al giorno sono sottoposte a
danni ossidativi. Di tali lesioni, le più pericolose sono le rotture a doppio filamento, dal momento
che tali danni sono i più difficili da riparare e costituiscono l'origine primaria delle mutazioni
puntiformi e frameshift che si accumulano sulle sequenze genomiche, nonché delle traslocazioni
cromosomiche.[71]
Molti agenti devono il loro potere mutageno alla capacità di intercalarsi tra due basi azotate
consecutive. Gli intercalanti sono tipicamente molecole planari e aromatiche, come la daunomicina,
la doxorubicina o la talidomide. Perché un intercalante possa trovare posto tra le due basi, occorre
che la doppia elica si apra e perda la sua conformazione standard. Tali modifiche strutturali
inibiscono sia la trascrizione che la replicazione del DNA ed aumentano la possibilità di insorgenza
di mutazioni. Per tale motivo, gli intercalanti sono considerati molecole cancerogene, come
dimostrato da numerosi studi su molecole come il benzopirene, l'acridina, l'aflatossina ed il bromuro
di etidio. In ogni caso, proprio grazie alla loro capacità di inibire trascrizione e replicazione, tali
molecole sono anche utilizzate in chemioterapia per inibire le cellule neoplastiche a rapida crescita.
IL CANCRO
Riassumendo :
- L’INFORMAZIONE GENETICA RISIEDE SOSTANZIALMENTE NEL DNA
- LA RIPRODUZIONE CELLULARE AVVIENE PER DUPLICAZIONE
- LA DUPLICAZIONE CELLULARE E’ PRECEDUTA DA UNA DUPLICAZIONE DELLE
INFORMAZIONI GENETICHE (DNA) ALL’INTERNO DELLA CELLULA MADRE
- SE LA DUPLICAZIONE DELLE INFORMAZIONI GENETICHE E’ DANNEGGIATA, O E’
DANNEGGIATO IL DNA DELLA CELLULA MADRE, LE CELLULE FIGLIE
CONSERVERANNO LA MUTAZIONE NEL PROPRIO PATRIMONIO GENETICO .
Il tumore (dal latino tumeo, gonfio) o in senso generale neoplasia (dal greco neo, nuovo, e plasìa,
formazione), che si puo presentare sia in forma benigna che in quella maligna (assumendo in questo
secondo caso il nome di cancro), è una intera classe di malattie caratterizzate da una incontrollata
riproduzione di alcune cellule dell'organismo, che smettono di rispondere ai meccanismi fisiologici
di controllo cellulare a seguito di danni al loro patrimonio genetico. Affinché una cellula diventi
tumorale, deve accumulare una serie di danni al suo sistema di controllo della riproduzione. Tutte le
cellule cancerose e precancerose presentano alterazioni, spesso molto estese, del loro assetto
cromosomico (cariotipo): il numero di cromosomi presenti nel loro nucleo può essere alterato e i
cromosomi stessi sono danneggiati, multipli o mancanti (aneuploidia): questa osservazione, fatta
all'inizio del XX secolo da David von Hansemann e Theodor Boveri, fu la base della teoria dei
tumori come "malattie cromosomiche" accettata in medicina fino alla scoperta della struttura del
DNA a metà del secolo scorso e del meccanismo delle mutazioni genetiche.
L'alterazione cromosomica delle cellule tumorali è talmente estesa da fornire la prova che in ogni
caso di tumore tutte le cellule cancerose discendano da una unica cellula madre mutata (popolazione
cellulare clonale): tutte infatti condividono la stessa esatta forma di danno genetico, tanto complessa
da rendere altamente improbabile l'eventualità di due cellule madri diverse che hanno subito per
caso la stessa serie di mutazioni. Alla base della patogenesi del tumore c'è la mutazione di
determinati geni:
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i proto-oncogeni,
i geni oncosoppressori,
i geni coinvolti nella riparazione del DNA.
Questi ultimi sono quelli che garantiscono la stabilità genetica perché se altri geni sono mutati per
azione per esempio di agenti cancerogeni, questi riparano il DNA prima che vada incontro alla
replicazione, prima cioé che queste mutazioni diventino stabili. Il casuale disordine genetico che
caratterizza le cellule tumorali spiega l'estrema variabilità per aspetto, effetti, sintomi e prognosi
delle molte forme di cancro note. Il grado di aneuploidia, cioè il numero e l'entità dei difetti
cromosomici, viene impiegato nelle biopsie come misura del potenziale canceroso di eventuali
cellule anomale riscontrate.
Il cancro può colpire persone di ogni età, ma le persone anziane sono colpite con maggiore
frequenza, perché i danni genetici tendono ad accumularsi con il tempo. Nei paesi sviluppati il
cancro è una delle prime cause di morte. Le mutazioni necessarie che una data cellula deve
accumulare per dare origine a un cancro sono le seguenti, e sono comuni a tutti i tipi di cancro:
1. acquisizione dell'autonomia moltiplicativa per sopravvenuta incapacità a sottostare ai
meccanismi regolatori della proliferazione cellulare;
2. assenza di inibizione dipendente dalla densità (le cellule normali si moltiplicano fino a una
definita densità cellulare, raggiunta la quale diventano quiescenti);
3. ridotta capacità di adesione con altre cellule o componenti tissutali;
4. assenza di matrice extracellulare (spesso digerita da proteasi) che favorisce l'invasione di
tessuti normali adiacenti;
5. angiogenesi: formazione di nuovi vasi sanguigni per fornire ossigeno e fattori nutritivi alle
cellule tumorali;
6. riduzione o perdita della capacità differenziativa;
7. acquisizione della capacità di replicazione illimitata per effetto dell'espressione della
telomerasi;
8. riduzione o perdita della possibilità di andare incontro a morte cellulare programmata
(apoptosi).
9. perdita della cosiddetta inibizione da contatto.
Oltre a queste possono verificarsi (e di solito si verificano) anche altre mutazioni, dipendenti dal
particolare tipo di cellula originaria e dalla esatta sequenza dei danni genetici.
