Una nuova tecnica per studiare i meccanismi di resistenza dei tumori alle terapie (e non solo)

Ultimo aggiornamento: 10 dicembre 2021

Una nuova tecnica per studiare i meccanismi di resistenza dei tumori alle terapie (e non solo)

Titolo originale dell'articolo: Chromatin Velocity reveals epigenetic dynamics by single-cell profiling of heterochromatin and euchromatin

Titolo della rivista: Nature Biotechnology

Data di pubblicazione originale: 11 ottobre 2021

Si basa sull’analisi in singole cellule dello stato di compattamento del DNA. A metterla a punto sono stati i ricercatori del Centro di scienze omiche dellIRCCS Ospedale San Raffaele di Milano.

Ormai è sempre più chiaro che la capacità dei tumori di resistere alle terapie dipende anche da modifiche epigenetiche, cioè da modifiche del modo in cui le cellule leggono e utilizzano il DNA. In passato si pensava che i problemi di resistenza ai farmaci fossero dovuti solo a mutazioni genetiche insorte nelle cellule tumorali, ovvero da variazioni nella sequenza del DNA. Studiare queste modifiche epigenetiche non è semplice, ma è quello che sono riusciti a fare i ricercatori del Centro di scienze omiche dell’IRCCS Ospedale San Raffaele di Milano, guidato da Giovanni Tonon. Il merito è di una nuova tecnica che hanno sviluppato e pubblicato sulla rivista Nature Biotechnology.

La tecnica lavora su singole cellule, analizzando in ciascuna lo stato della cromatina. Di questa sostanza sono fatti i cromosomi, lunghe molecole di DNA strettamente avvolte attorno a proteine, garantendo così il compattamento necessario a far stare tutto il materiale genetico nel piccolo nucleo della cellula. Se una sequenza di DNA si trova in una zona molto compatta (cromatina chiusa), la sua trascrizione e conseguente traduzione nella proteina corrispondente è molto difficile. Al contrario, se si trova in una zona poco avvolta (cromatina aperta) viene più facilmente trascritta e tradotta. Lo stato di compattamento della cromatina varia a seconda del tipo cellulare e del momento della vita della cellula, e sono proprio le modifiche epigenetiche a far variare questo stato. Per questo è così importante analizzarlo in modo dinamico.

“Per mettere a punto la tecnica siamo partiti da una proteina capace di riconoscere le regioni di cromatina aperta e l’abbiamo combinata a una seconda proteina che riconosce invece la cromatina chiusa” spiegano Francesca Giannese e Dejan Lazarevic, coordinatori dell’Innovation Lab del Centro di scienze omiche, e Davide Cittaro, bioinformatico del laboratorio. “Grazie a questa proteina ibrida è possibile riconoscere e quantificare le due forme di cromatina presenti in un determinato momento in una cellula”. Secondo i ricercatori, il rapporto relativo tra le due forme di cromatina permette di predire il comportamento delle cellule, cioè prevedere quali geni stiano per trascrivere e quali programmi cellulari stiano per avviare. “Sono informazioni molto importanti per studiare processi dinamici come lo sviluppo embrionale, la trasformazione tumorale o lo sviluppo di resistenza ai farmaci da parte delle cellule tumorali” commenta Tonon. “Abbiamo già cominciato a identificare nuove vie metaboliche, coinvolte nell’insorgenza delle resistenze, che sono regolate proprio a livello epigenetico”.

Lo studio è stato reso possibile dal contributo di Fondazione AIRC per diversi tipi di grant, tra cui Investigator Grant, Programmi “5 per mille” e un Accelerator Award sostenuto da AIRC e Cancer Research UK (CRUK). “Non solo AIRC ci ha dato le risorse per lavorare” sottolinea Tonon “ma il tipo di finanziamento che ha sostenuto questo studio ci ha anche dato il tempo necessario (cinque anni) per portarlo avanti lavorando anche con altri gruppi nazionali e internazionali”.