I ricercatori identificano un trattamento più efficace per il cancro

I ricercatori del Monte Sinai e dell'IBM hanno scoperto un nuovo indizio per spiegare come le cellule tumorali con genomi identici possono rispondere in modo diverso alla stessa terapia. In un Comunicazioni sulla natura documento pubblicato oggi, i ricercatori rivelano per la prima volta che il numero di mitocondri in una cellula è, in gran parte, associati a come il cancro risponde alla terapia farmacologica.

Il cancro è la seconda causa di mortalità nel mondo, con circa un decesso su sei in tutto il mondo attribuito alla malattia. Mentre i trattamenti per il cancro continuano a migliorare con l'avanzare della tecnologia, ricercatori e clinici non sono riusciti a spiegare la diversità delle risposte nelle cellule tumorali ai trattamenti delle malattie oncologiche. In molti casi, le cellule tumorali con un corredo genetico corrispondente risponderanno in modo diverso allo stesso trattamento. I ricercatori di Mount Sinai e IBM hanno combinato metodi computazionali e biologici per scoprire un indizio su questo comportamento.

Le cellule muoiono quando incontrano i batteri, malnutrizione, o virus. Ma anche, per promuovere la normale funzione, i nostri corpi eliminano miliardi di cellule ogni giorno, un processo noto come "morte cellulare programmata" o apoptosi. Mitocondri, spesso indicato come la centrale elettrica della cellula a causa della loro capacità di produrre energia cellulare, può anche fungere da catalizzatore nell'attivazione della morte cellulare programmata, e alcuni farmaci antitumorali agiscono attivando questo processo. Questa funzione ha incoraggiato i ricercatori a esplorare l'ipotesi che le cellule cancerose con una composizione genetica identica, ma diverse quantità di mitocondri, può avere una suscettibilità variabile alla morte se esposto agli stessi farmaci che promuovono l'apoptosi.

Esponendo vari tipi di cellule a sei concentrazioni di un farmaco pro-apoptotico e misurando l'abbondanza di mitocondri all'interno delle cellule sopravvissute, I ricercatori del Mount Sinai e dell'IBM hanno scoperto che le cellule sopravvissute avevano una maggiore quantità di mitocondri rispetto alle cellule non trattate. Ciò suggerisce fortemente che le cellule con meno mitocondri hanno maggiori probabilità di rispondere a determinati trattamenti farmacologici.

Per analizzare questi dati, i ricercatori hanno utilizzato un quadro matematico chiamato DEPICTIVE (acronimo di DEtermining Parameter Influence on Cell-to-cell variability Through the Inference of Variance Explained) per quantificare la variabilità nella sopravvivenza o morte delle cellule a causa dell'abbondanza mitocondriale. Globale, il quadro ha determinato che la variabilità dei mitocondri spiegava fino al 30 percento delle risposte variabili al farmaco pro-apoptotico.

"Migliorare la nostra comprensione della relazione tra la variabilità dei mitocondri e la risposta ai farmaci può portare a trattamenti antitumorali mirati più efficaci, permettendoci di trovare nuovi modi per affrontare il problema della resistenza ai farmaci, " ha detto Pablo Meyer, dottorato di ricerca, Professore aggregato di Scienze genetiche e genomiche, Icahn School of Medicine al Monte Sinai, Team Leader di Translational Systems Biology presso IBM Research, e co-autore corrispondente della pubblicazione. "I risultati di questo studio sono stati veramente multidisciplinari, e reso possibile solo dalla forte collaborazione scientifica stabilita tra il Monte Sinai e IBM."

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