Le tracce metaboliche dovrebbero consentire di individuare precocemente il rischio di cancro al colon
I ricercatori stanno studiando i primi cambiamenti della mucosa intestinale, che potrebbero essere ancora reversibili
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Diagnosticare precocemente il cancro al colon e, se possibile, prevenirlo: questo è l’obiettivo del nuovo progetto collaborativo NAD-MAGIC. Il cancro al colon si sviluppa solitamente nel corso di molti anni, molto prima che un tumore diventi visibile. Finora non è stato ancora compreso a fondo in che modo i processi infiammatori cronici e di invecchiamento alterino i tessuti in modo tale da favorire la comparsa di lesioni precancerose. Per questo motivo, NAD-MAGIC è alla ricerca di alterazioni metaboliche precoci della mucosa intestinale che potrebbero precedere l’insorgenza del cancro.
Il Ministero federale della Ricerca, della Tecnologia e dell’Spazio (BMFTR) finanzia il progetto per 36 mesi con 1.949.784 euro. NAD-MAGIC è coordinato dall’Ospedale universitario dello Schleswig-Holstein (UKSH), Campus di Kiel.
Al centro dell’attenzione vi è la molecola metabolica vitale NAD⁺, ovvero il nicotinamide-adenina-dinucleotide. Le cellule ne hanno bisogno, tra l’altro, per il loro approvvigionamento energetico e per la riparazione dei danni al patrimonio genetico. L’ipotesi centrale del consorzio di ricerca è la seguente: i processi infiammatori cronici, che potrebbero manifestarsi in particolare nel contesto dell’invecchiamento, potrebbero alterare a lungo termine il metabolismo del NAD⁺. Di conseguenza, le cellule della mucosa intestinale perderebbero progressivamente la capacità di riparare in modo affidabile i danni al proprio DNA. Ancor prima che insorga il cancro, potrebbero svilupparsi condizioni metaboliche misurabili che rendono le cellule particolarmente vulnerabili e favoriscono la successiva insorgenza di tumori.
«Vogliamo concentrarci sul periodo in cui non è ancora presente alcun tumore, ma nelle cellule potrebbe già delinearsi uno sviluppo pericoloso», afferma il Prof. Dr. Konrad Aden, coordinatore di NAD-MAGIC, medico capo della Clinica di Medicina Interna I dell’UKSH e responsabile del gruppo di lavoro presso l’Istituto di Biologia Molecolare Clinica dell’UKSH e dell’Università Christian-Albrechts di Kiel. «Se riusciamo a riconoscere tali stati metabolici precoci, a comprenderne le cause e a influenzarli in modo mirato, a lungo termine avremo la possibilità non solo di diagnosticare il cancro al colon in fase più precoce, ma anche di prevenirne il più possibile l’insorgenza.»
Una nuova prospettiva sulla genesi del cancro
NAD-MAGIC persegue un cambiamento di paradigma: mentre finora le mutazioni genetiche sono state considerate il punto di partenza dello sviluppo del cancro, il progetto indaga per la prima volta in modo sistematico se i cambiamenti nel metabolismo cellulare si verifichino già in precedenza. L’attenzione si sposta quindi dal trattamento dei tumori esistenti a stadi precoci della malattia, potenzialmente ancora reversibili.
Un ruolo chiave è svolto dalla metabolomica, ovvero l’analisi completa delle piccole molecole metaboliche. Grazie alla spettrometria di massa ad alta risoluzione, i team di ricerca di Kiel studiano il metabolismo del NAD⁺ nella mucosa intestinale. In questo modo è possibile creare mappe metaboliche spaziali a livello molecolare. Queste mappe hanno lo scopo di mostrare dove iniziano i cambiamenti significativi nel tessuto e quali cellule sono interessate.
Queste mappe vengono integrate con analisi su singole cellule e analisi genomiche, nonché con modelli matematici. L’UKSH, l’Università Christian-Albrechts di Kiel e il cluster di eccellenza «Precision Medicine in Chronic Inflammation» (PMI) apportano le loro competenze nella ricerca sulle malattie infiammatorie croniche e nella medicina di precisione. L’obiettivo è identificare modelli metabolici caratteristici che potrebbero indicare un aumento del rischio di cancro – possibilmente prima che tali alterazioni diventino rilevabili con gli esami tissutali convenzionali o a livello clinico.
Sono coinvolti inoltre la Charité – Universitätsmedizin Berlin, l’Istituto berlinese di biologia dei sistemi medici del Max Delbrück Center (MDC-BIMSB) e l’Università Tecnica di Monaco di Baviera. A Berlino si sta studiando se i modelli metabolici individuati siano correlati ad alterazioni precoci del genoma. «Vogliamo capire in che modo le alterazioni del metabolismo cellulare influenzano la stabilità del genoma e se si verificano prima della formazione di un tumore», afferma la prof.ssa Ashley D. Sanders, responsabile del gruppo di ricerca presso l’MDC-BIMSB e docente di instabilità genomica e mosaicismo somatico alla Charité. «A tal fine, integriamo le analisi genomiche delle singole cellule con misurazioni metaboliche e cerchiamo segni precoci che indichino che le cellule si stanno trasformando in uno stato precanceroso.»
Influenzare in modo mirato gli stadi precoci
Presso il TranslaTUM, l’Istituto centrale per la ricerca traslazionale sul cancro dell’Università Tecnica di Monaco, si sta verificando, in modelli preclinici, se sia possibile influenzare tali alterazioni metaboliche. L’obiettivo è scoprire se il ripristino della disponibilità di NAD⁺ possa limitare gli sviluppi precoci che favoriscono il cancro. «La questione cruciale è se esista una finestra temporale in cui sia ancora possibile invertire questo pericoloso sviluppo», afferma il dott. Markus Tschurtschenthaler del TranslaTUM. «I nostri modelli mirano a mostrare quali approcci preventivi siano in linea di principio applicabili a tal fine».
A lungo termine, dai risultati dovrebbero emergere dei biomarcatori che consentano di identificare precocemente le persone a rischio elevato di cancro al colon e di monitorarle in modo più mirato. Tuttavia, prima di una possibile applicazione clinica, sono necessarie ulteriori ricerche e studi clinici. Al momento, dal progetto non è possibile ricavare raccomandazioni sull’assunzione di precursori del NAD⁺ o di altri integratori metabolici.
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