L'impalcatura di actina nel nucleo cellulare spiega la sopravvivenza delle cellule tumorali
Il meccanismo protettivo aiuta le cellule tumorali a non morire durante la loro migrazione nell'organismo: a lungo termine, interventi mirati su questo meccanismo potrebbero aiutare a prevenire le metastasi
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Le cellule tumorali sono sottoposte a un'elevata pressione meccanica che porta alla rottura dell'involucro nucleare quando migrano attraverso strutture tissutali strette, come nel caso delle metastasi. Normalmente il DNA fuoriesce da questo processo, causando danni alla cellula. Tuttavia, i ricercatori del Cluster of Excellence CIBSS - Centre for Integrative Biological Signalling Studies dell'Università di Friburgo sono riusciti a dimostrare che in questo momento entra in azione un meccanismo di protezione. Nel nucleo della cellula si forma in pochi secondi una sottile impalcatura di filamenti di actina. La proteina actina è un componente fondamentale della struttura cellulare. Guidata dalle proteine DIAPH1 e DIAPH3 e dalla proteina ATR, sensore del danno al DNA, questa impalcatura stabilizza il nucleo e impedisce la perdita di DNA. Questo meccanismo protettivo fornisce una spiegazione del perché le cellule tumorali non muoiono nonostante le forti sollecitazioni meccaniche, ma possono continuare la loro migrazione", afferma il Prof. Dr. Robert Grosse, dell'Istituto di Farmacologia Sperimentale e Clinica e Tossicologia dell'Università di Friburgo. Lo studio è stato pubblicato su The EMBO Journal.
Microscopia ad alte prestazioni e test sulle cellule
Per lo studio, i ricercatori hanno impiegato una linea cellulare tumorale altamente invasiva (cellule di fibrosarcoma, HT1080) in speciali microcanali di tre o otto micrometri. Il passaggio stretto, in particolare, ha causato la rottura del nucleo. I filamenti di actina si sono formati entro circa 80 secondi dalla rottura. Il team ha misurato le proprietà meccaniche del nucleo cellulare utilizzando il metodo della microscopia a forza atomica. Insieme al Prof. Dr. Pitter Huesgen, partner del Cluster of Excellence CIBSS, i ricercatori hanno scoperto come ATR trasmette i segnali a DIAPH3 per innescare la formazione di filamenti di actina.
Importanza per le metastasi e gli approcci terapeutici
I ricercatori sono riusciti a dimostrare che le proteine DIAPH1 e DIAPH3 e la proteina ATR, sensore del danno al DNA, sono fondamentali per il meccanismo di protezione. Quando gli scienziati hanno bloccato questo meccanismo, il nucleo della cellula è diventato instabile e una maggiore quantità di DNA è fuoriuscita. A lungo termine, interventi mirati sull'asse ATR-formina potrebbero essere utilizzati per inibire questo meccanismo protettivo. Ciò potrebbe prevenire la formazione di metastasi o aiutare a trattare malattie che comportano l'instabilità del nucleo cellulare", afferma Grosse.
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