Come le cellule cancerose spesso inviano segnali sbagliati

Il corpo umano funziona in gran parte grazie ai miliardi di segnali chimici inviati tra e all’interno delle cellule. Le cellule sane scambiano segnali per regolare il sistema immunitario, aiutare i muscoli e gli organi a funzionare ed eseguire un elenco infinito di compiti biologici. Questi segnali determinano anche come le cellule crescono e si dividono e quando si spengono per fare spazio a nuove cellule sane (chiamate apoptosi), processi critici che determinano tutto, da come il corpo guarisce il ginocchio ferito a come la pelle invecchia e come si sviluppa il cervello ed elabora il dolore.

Questa comunicazione costante è così critica per la salute e lo sviluppo del corpo che quando i segnali cellulari falliscono, l’interferenza può causare una serie di condizioni o malattie, come il diabete o il cancro. In effetti, i ricercatori hanno concluso che molti tumori si formano quando questi segnali vengono interrotti, deviati o utilizzati per altri usi più dannosi. Questa conoscenza all’avanguardia è diventata uno dei principali obiettivi di ricerca che ha portato a una nuova ed emergente linea di trattamenti contro il cancro.

Man mano che gli scienziati imparano di più su come funzionano i segnali cellulari e su cosa succede quando si mescolano, stanno scoprendo che l’intercettazione dei segnali dalle cellule tumorali rotte può aiutare il corpo a combattere le malattie. Alcuni farmaci, ad esempio, sono progettati per bloccare i segnali che le cellule cancerose inviano per eludere il sistema immunitario. In altri casi, la segnalazione delle cellule cancerose rimane un mistero e un potente fulcro della ricerca futura. “Abbiamo molto da imparare sulla complessità della segnalazione cellulare, sull’evitamento dell’apoptosi e su altri meccanismi di crescita e regolazione cellulare”, afferma la dott.ssa Pamela Creeley, MD, direttore della Divisione di oncologia medica presso i Cancer Treatment Centers of America . ^® (CTCA) e capo del dipartimento di oncologia medica presso il nostro Philadelphia Hospital. “Allo stesso tempo, ci sono stati importanti progressi nei campi della biologia, dell’oncologia e dell’immunologia che possono tradurre le scoperte scientifiche in trattamenti”.

Ricevi il messaggio

La cellula riceve messaggi attraverso i recettori sulla sua superficie. I recettori sono come antenne cellulari equivalenti che ricevono segnali chimici attraverso molecole proteiche, o ligandi, da altre cellule. Quando il legame raggiunge il recettore, innesca una reazione a catena che consente al segnale di penetrare nella superficie cellulare e raggiungere il fluido denso all’interno, chiamato citoplasma. Una volta all’interno della cellula, il messaggio viene passato da un enzima all’altro lungo la via di segnalazione fino a raggiungere la sua destinazione: il nucleo, dove si trova il DNA di ogni cellula. La cella esegue quindi le istruzioni codificate nel segnale.

Ogni giorno, le cellule del corpo inviano e ricevono miliardi di segnali. In alcune cellule tumorali, i segnali inviati per regolare la crescita o avviare l’apoptosi sono cortocircuitati, determinando una rapida crescita cellulare che può portare a tumori. Ad esempio, il recettore 2 del fattore di crescita epidermico umano (HER2), che si trova sulla superficie delle cellule normali, invia segnali che aiutano le cellule a crescere. In alcune pazienti con cancro al seno, le cellule producono troppi recettori HER2, causando un sovraccarico di segnali che può portare a una crescita incontrollata.

Bypassare il segnale principale

Mentre le cellule sane continuano a dividersi e prosperare, le cellule cancerose possono assumere il controllo di queste vie di segnalazione e usarle in modi dannosi, ad esempio, per aiutarle a crescere e diffondersi. Uno dei percorsi di segnalazione più antichi e importanti nel corpo è chiamato il riccio. Più attivo prima della nascita e durante l’infanzia, il percorso del riccio trasmette una serie di istruzioni che dicono al corpo come sviluppare e mantenere i nostri organi, pelle e ossa. Quando entriamo nell’età adulta, il percorso del riccio è quasi chiuso, a meno che le cellule tumorali non lo attivino di nuovo. Una volta attivato, il percorso di segnalazione che un tempo aiutava il corpo a maturare con l’età può ora essere utilizzato per aiutare la diffusione dei tumori. Scienziati della California hanno collegato la riattivazione della via Hedgehog ai tumori stromali gastrointestinali, mentre i ricercatori della Carolina del Nord concludono che un segnale che riattiva la via “

Gli scienziati ritengono che se la comunicazione cellulare è fondamentale per aiutare lo sviluppo di alcuni tumori, può anche essere utilizzata per invertire il comportamento e, in alcuni casi, uccidere il cancro. Lo sviluppo di farmaci progettati per uno specifico recettore, ligando o percorso è alla base di alcune terapie mirate, utilizzate per trattare diversi tipi di cancro. Questi farmaci sono progettati per interrompere la comunicazione cellulare:

• Mira al ligando in modo che non possa connettersi al futuro. Ad esempio, il bevacizumab (Avastin®), usato per trattare i tumori non piccoli del colon-retto, della mammella, dei reni e dei polmoni, nonché alcuni tumori cerebrali, tenta di impedire a una proteina specifica di legarsi a un recettore che attiva i segnali di crescita, interrompendo il comunicazione che aiuta il cancro a crescere e prosperare.
• Vai al ricevitore. Trastuzumab (Herceptin®), ad esempio, uno dei farmaci più comunemente prescritti per il carcinoma mammario HER2-positivo, è progettato per colpire i recettori proteici HER2 difettosi e bloccare i segnali di crescita.
• Mirare alla via di segnalazione all’interno della cellula. Quando il recettore viene attivato, rilascia un enzima noto come tirosina chinasi, che agisce come interruttore di accensione e spegnimento per molti segnali cellulari. Gli inibitori della tirosin-chinasi come erlotinib (Tarceva®), che è usato per trattare alcuni tumori polmonari non a piccole cellule e tumori del pancreas, sono progettati per mantenere questa disattivazione.

La speranza, afferma il dott. Crilly, è che trovare nuovi modi per sfruttare queste connessioni e saperne di più sulla complessità dei percorsi di segnalazione aiuterà i ricercatori sul cancro a sviluppare nuovi trattamenti contro il cancro. “La ricerca sui dettagli delle vie di segnalazione potrebbe fornire agli scienziati informazioni su nuovi trattamenti farmacologici che potrebbero avere un impatto significativo”, afferma.

Alla ricerca di migliori trattamenti e strategie di prevenzione, gli scienziati stanno imparando di più su come il cancro cresce e sopravvive, anche negli ambienti più difficili. Questo blog fa parte di una serie occasionale chiamata How Does Cancer Do It? Progettato per evidenziare i comportamenti correlati al cancro scoperti di recente che si aggiungono alla nostra crescente comprensione.