Una delle cose che sicuramente mi ha affascinato di più è la biologia della cellula, in particolar modo mi ha interessato la parte sulla proliferazione cellulare e sulla generazione del cancro.
Per quanto io ne sappia veramente poco (è un campo immenso quello dell’oncologia), mi piacerebbe comunque scrivere quello che so, ovviamente saranno ben accetti consigli, suggerimenti critiche ed integrazioni.
Una cellula è un organismo vivente estremamente complesso, e come tutti gli organismi ha un ciclo vitale, dove per ciclo vitale si intende quel periodo che va dalla nascita, comprende lo sviluppo e la crescita, la riproduzione e termina con la morte dell’individuo, il ciclo vitale di una cellula si chiama ciclo cellulare. Per questo post dobbiamo fare alcune necessarie precisazioni: innanzitutto che per una cellula il ciclo vitale termina con la divisione cellulare, e inoltre qui mi occuperò solo delle cellule eucariotiche di organismi pluricellulari.
Cos’è un tumore? un tumore è una crescita incontrollata di cellule che sono impazzite ed hanno perso il controllo sulla loro proliferazione. Questo implica che non sono soggette alle stesse regole delle altre cellule normali, ed iniziano ad invadere il tessuto d’origine. Se non viene fermato, come tutti sappiamo, il tumore porterà alla morte dell’organismo.
Generalmente un tumore è il risultato della degenerazione di una singola cellula, ed è quindi una popolazione di cellule monoclonale. Iniziamo a vedere in maniera semplice, il comportamento anomalo di una cellula cancerosa. Normalmente le cellule non si dividono infinitamente, danno origine ad un certo numero di generazioni, e poi muoiono perchè vanno incontro a senescenza. Pertanto, se allestiamo una coltura di cellule, normalmente queste si divideranno per un tempo finito, (che può variare a seconda del tipo cellulare, delle condizioni di coltura ecc..), dopodichè smetteranno di proliferare e moriranno. La fine della proliferazione delle cellule normali è dovuta a tanti fattori, primi fra tutti l’accorciamento dei telomeri (i telomeri sono le estremità dei cromosomi, formati da sequenze ripetute, trascrizionalmente inattive, deputate a mantenere l’integrità del patrimonio genetico, ad ogni divisione cellulare i telomeri subiscono un accorciamento, e dopo un certo numero di divisioni quindi non viene più garantità la protezione del patrimonio genetico e la cellula va incontro a morte) e dalla cosiddetta inibizione da contatto, ovvero quell’inibizione della divisione a cui è soggetta una cellula circondata da ogni lato da altre cellule, e che è quindi dovuta al contatto con altre cellule. Questi due meccanismi di inibizione della proliferazione servono a regolare le popolazioni cellulari in base alla loro “età” e al loro numero. Una cellula tumorale è tale perchè ha perso questi controlli, è infatti in grado di dividersi potenzialmente all’infinito perchè ha acquistato sia la capacità di riprodurre i propri telomeri (grazie ad un enzima chiamato telomerasi, che normalmente è attivo solo nelle cellule germinali e non in quelle somatiche) sia perchè è in grado di dividersi indipendentemente dal numero di cellule che la circonda.
La storia non è ancora finita, perchè normalmente le cellule in un organismo che impazziscono sono generalmente eliminate tramite l’apoptosi, processo intrinseco alla cellula stessa che la porta alla morte; l’apoptosi rappresenta quindi un ulteriore meccanismo di difesa contro le cellule degenerate. Ebbene, le cellule tumorali perdono la capacità di andare in apoptosi, rendendosi quindi ineliminabili. Come se non bastasse una cellula tumorale tende a staccarsi dal luogo di origine, a entrare nel circolo sanguigno, e a colonizzare altri tessuti (le cosiddette metastasi), questo perchè se una cellula normale è vincolata fisicamente al tessuto d’origine, e qualora venisse staccata e messa in sospensione, senza cioè contatti con altre cellule e/o matrice extracellulare, morirebbe, una cellula tumorale invece può permettersi di perdere i contatti con le altre cellule senza morire.
I tumori sono dovuti, molecolarmente, a mutazioni, delezioni, duplicazioni ed inserzioni del DNA di una o più cellule. Queste mutazioni (userò d’ora in poi impropriamente il termine mutazione rendendolo comprensivo degli altri fenomeni) hanno purtroppo carattere dominante, nel senso che basta che uno solo dei due geni presenti sui cromosomi omologhi sia mutato, che si ha il danno. Se sono mutazioni lievi, La cellula le riesce a riparare, se sono mutazioni gravi la cellula va in apoptosi. In particolari casi, tuttavia, se vengono modificati particolari geni, la cellula da una parte non riesce a ripararli, dall’altra non si autodistrugge, e si trasforma così in cellula cancerosa. I particolari geni di cui parlavo si dividono in due classi, o famiglie, quella degli oncogeni e quella degli oncosoppressori. Gli oncogeni sono geni che normalmente svolgono funzioni vitali per la cellula e se sono regolari sono chiamati protoncogeni, come acceleratori della proliferazione cellulare, o da inibitori dell’apoptosi (ma non solo); se questi vengono modificati in modo da essere sempre funzionanti o non disattivabili, allora si trasformano in oncogeni, e si genera un tumore. D’altra parte, gli oncosoppressori sono quei geni che normalmente rallentano la proliferazione, inducono apoptosi, ecc.. e se vengono modificati in maniera disattivante allora, non svolgendo più la loro azione di freno, si genera un tumore. Ad esempio il gene che codifica per la telomerasi è un oncogene quando è attivato! Il gene RB,(che codifica per una proteina chiamata pRb) è un inibitore della trascrizione di molti geni coinvolti nell’avanzamento del ciclo cellulare ed è un oncosoppressore, se viene modificato in modo da non renderlo più funzionale si genera un tumore noto come retinoblastoma (RB, da qui il nome del gene). Sono stati individuati moltissimi protoncogeni ed oncosoppressori, e se ne continuano a scoprire di nuovi. Capire come si genera il cancro aiuta a capire come curarlo.
Non mi soffermerò molto sulle cause che possono concorrere alla generazione di un tumore. Dico solo che un tumore in parte può essere congenito, anche se sarebbe più corretto dire che è congenita la predisposizione ai tumori, e in parte è causato da fattori estrinseci, che possono indurre mutazioni del DNA.
Il tumore nei paesi sviluppati è una delle prime cause di morte, dopo le malattie cardiovascolari, riveste quindi un’importanza rilevante nella società moderna.
un sito semplice curato dall’associazione italiana per la ricerca sul cancro:
interessante ed esauriente presentazione sui tumori, richiede alcune nozioni di partenza.
un sito estremamente interessante e ben fatto che offre una panoramica completa sulle nuove frontiere in biologia, non solo sui tumori.
M C (Caronte)
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