Piccoli frammenti ma armi potenti

BIOLOGIA MOLECOLARE
MicroRNA
Armando Rotoletti
Piccoli frammenti
ma armi potenti
Scoperti meno di venti anni fa, i microRNA
sono oggi considerati una grande promessa
sia per la diagnosi precoce
sia per la terapia dei tumori
a cura della REDAZIONE
e fino a qualche
anno fa non se
ne conosceva la
funzione, tanto
da venir chiamati spazzatura, oggi i microRNA sono le nuove star
della ricerca oncologica: le
potenzialità che offrono, in
ambito sia
diagnostico
sia terapeutico, sono tali
da aver suscitato molte
speranze.
“Si tratta di frammenti
di acido ribonucleico non
codificante. Tradotto in parole più semplici, cortissimi filamenti di RNA, la molecola formata dalla cellula
usando il DNA come stampo al fine di produrre proteine. La differenza è che i
microRNA non servono a
questo scopo. Il loro ruolo
è quello di regolare l’e-
S
spressione degli altri geni”
spiega Pierfrancesco Tassone, che all’Università degli
Studi “Magna Graecia” di
Catanzaro guida uno dei
gruppi di ricerca legati al
Programma 5 per mille di
AIRC e dedicato proprio al
ruolo che i microRNA svolgono in alcuni cancri ematologici.
Ecco perché su questi
minuscoli
frammenti si
concentra
l’attenzione
dei ricercatori: da un lato
sono presenti sia nelle cellule sane sia in quelle tumorali, ma con attività diverse, per cui è possibile
usarli come marcatori della
malattia, anche in chiave
di diagnosi precoce; dall’altro possono diventare armi
potenti se si riesce a utilizzarli per regolare (attivandoli o disattivandoli) i geni
Piccoli ma
indispensabili
nella diagnosi
e nella cura
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implicati nella comparsa di
un tumore.
SCOPERTE RECENTI
I microRNA sono stati
scoperti nel 1993 da Victor
Ambros, Rosalind Lee e
Rhonda Feinbaum, tre biologi americani che stavano
studiando un gene coinvolto nello sviluppo di un
verme nematode, il Caenorhabditis elegans. Gli scienziati si accorsero che tale
gene, chiamato lin-14, veniva regolato a sua volta
dal prodotto di un gene vicino, lin-4. Inizialmente
nessuno diede grande im-
portanza a questa nuova
forma di regolazione dei
geni. Negli anni successivi,
però, si scoprì che i microRNA sono moltissimi,
tutti coinvolti nella regolazione
Identificare i microRNA
tipici dei tessuti sani per
distinguerli da quelli prodotti dalle cellule malate
EVOLUZIONE
I DINOSAURI DELLA GENETICA
microRNA sono sotto la lente d’osservazione dei
biologi evoluzionisti perché costituiscono una sorta
di “dinosauro genetico”: hanno infatti tassi di
evoluzione (cioè di cambiamento nella sequenza dei
nucleotidi che li compongono) molto modesti. D’altro
canto, dicono gli esperti, sono stati probabilmente
proprio loro a promuovere l’evoluzione degli organismi
I
noto come lisi cellulare). I
prodotti di scarto entrano
nel sistema circolatorio e si
possono trovare nel sangue. Tra questi ci sono
dell’espressione dei geni anche i microRNA, che
che determinano il modo sono in genere contenuti in
in cui le cellule si dividono piccole vescicole chiamate
e riproducono.
esosomi. “Poiché i micro“È stato un grande pas- RNA tumorali sono diversi
saggio concettuale che ha da quelli normali (oppure
anche aperto le porte alla sono presenti in quantità
ricerca sul cancro” spiega diverse rispetto alla
Tassone. In effetti il cancro norma), se comprendiamo
è un “errore di regolazione” come distinguerli dagli
della duplicazione delle altri possiamo andare a cercellule e i microRNA sem- carli nel sangue, magari
brano proprio essere la per identificare precocechiave di questo processo. mente la presenza di un tuAttualmente ne sono stati more quando è ancora
identificati
molto piccolo,
circa 5000,
invisibile con
ma si suppoi comuni strune che siano
menti” spiega
TUTTI GLI USI
molti di più.
Ugo Pastorino, che ha
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tuto tumori di
muore, va incontro a diMilano, un test per la diasfacimento (un processo
gnosi precoce del cancro
In questo articolo:
microRNA
ricerca di base
nuove terapie
Trovare i microRNA che
circolano nel sangue per
fare diagnosi precoce di
tumore con un semplice
prelievo
Studiare alcune caratteristiche dei microRNA e dei
geni da loro regolati per
valutare la predisposizione di un individuo ad
ammalarsi di cancro
poiché consentono una modulazione fine dei caratteri
espressi dal DNA.
Quando, nella storia dell’evoluzione degli organismi viventi,
si assiste alla rapida comparsa di caratteri nuovi, si può
riscontrare, contemporaneamente, anche un accumulo di
microRNA. La cosa certa è che, una volta che acquista una
specifica funzione regolatoria nella cellula, il microRNA ha un
bassissimo tasso di mutazioni. Questa stabilità può essere
sfruttata anche nella diagnostica dei tumori dove invece le
mutazioni a carico dei geni veri e propri sono molto frequenti.
polmonare sulla base di un
semplice prelievo. Sulla falsariga di quanto già ottenuto col tumore del polmone,
altri gruppi di ricerca, in
tutto il mondo, lavorano
per individuare strumenti
efficaci su altri tipi di cancro.
UTILI ANCHE COME
FARMACI
Dato che i microRNA
sono coinvolti in ogni tipo
di funzione fisiologica,
dalla differenziazione cellulare alla proliferazione,
dall’apoptosi al metabolismo ormonale, posso agire
anche come farmaci. “Si
tratta di una nuova forma
di terapia genica” spiega
Massimo Negrini dell’Università di Ferrara, membro
del Comitato tecnico-scientifico di AIRC. “Invece di
cercare di sostituire o di
eliminare un gene malfunzionante, si agisce sulla sua
modulazione. I microRNA
sono come interruttori genetici, tutto sta nel sapere
come accenderli e spegnerli”.
Nella pagina accanto Pier
Francesco Tassone
(in alto), Ugo Pastorino
e Gabriella Sozzi.
Sopra Massimo Negrini
nalizzata, molto più precisa persino di quella ottenibile con i farmaci biologici.
“Diversi microRNA con
funzione terapeutica sono
in sperimentazione” conclude Negri-
Utilizzare i microRNA per
scoprire da quale organo
provengono le cellule
tumorali che formano le
metastasi, per scoprire
quindi il tumore primario
Distinguere diversi sottotipi di uno stesso tumore
usando le caratteristiche
dei microRNA per scegliere le terapie più giuste
I minuscoli frammenti
di materiale genetico
hanno inoltre un vantaggio
non indifferente: sono costruiti a misura del loro
bersaglio e quindi interagiscono in modo davvero selettivo solo con esso, costituendo una terapia perso-
ni. “Vi sono ancora ostacoli
da vincere, in primo luogo
per stabilire secondo quali
regole queste nuove ‘sostanze terapeutiche’ potranno essere immesse sul
mercato, ma i ricercatori
sono obiettivamente molto
ottimisti”.
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