la BIOLOGIA del CANCRO

Urso Bianca, Venturi Alessandra, Zinzani Giulia

Con “cancro” sono indicate centinaia di malattie diverse che possono svilupparsi in seguito a lesioni nei geni di una cellula:

- carcinomi: derivano dai tessuti epiteliali;- tumori ematopoietici: cellule del sangue;- sarcomi: tessuti muscolari e connettivi;- gliomi: tessuto nervoso.

I tumori si distinguono in benigni o maligni (originano metastasi).

Il progresso della medicina e l’aumento dell’aspettativa di vita hanno portato alla transizione epidemiologica.

10 caratteristiche comuni a tutti i cancro1) insensibili ai segnali di crescita2) insensibili ai segnali che bloccano la crescita3) non attivano apoptosi4) potenziale riproduttivo illimitato5) inducono angiogenesi6) producono metastasi7) metabolismo alterato8) sfuggono al sist. immunitario9) DNA instabile

10) stimolate dall’infiammazione

La vita immortale di Henrietta LacksHenrietta Lacks era una donna afroamericana morta di cancro alla cervice il 4/10/1951. Prima della sua morte il suo medico, George Otto Gey, estrasse delle cellule cancerose che cominciò a coltivare, dando origine alla prima linea cellulare immortalizzata: HeLa.

Queste cellule furono utilizzate per numerosissimi esperimenti tra cui quelli che portarono allo sviluppo del vaccino antipoliomielite (1952), ricerca sulle malattie, mappatura genetica, effetti di sostanze tossiche e radiazioni sugli uomini.

Le mutazioni che portano al cancro300’000 mutazioni diverse in 200 tipi di cellule, ma solo lo 0,05% causa tumori.

A seconda che avvengano nelle cellule somatiche o nella linea germinale si parla di tumori sporadici (90%) o ereditari (10%).

Meccanismi cellulari danneggiati:

- apoptosi- divisione cellulare- mantenimento dell’integrità del genoma

La divisione cellulare è controllata dagli oncogéni e dagli oncosoppressori (ad esempio il p53).

I tumori ereditari

Occorrono più mutazioni affinché un cellula si trasformi in cellula tumorale, perché devono essere disattivati entrambi gli alleli del gene oncosoppressore.

Chi nasce con un allele già disattivato ha più probabilità di sviluppare un tumore (tumore ereditario).

Esempi: BRCA1 (tumore al seno), BRCA2 (ovaie), APC (colon).

Non si può prevenire totalmente ma si possono tenere sotto controllo gli organi a rischio.

Le cause del cancrodiversi sono i fattori che interagendo causano mutazioni nel DNA

● fattori esterni o ambientali, che possono indurre a mutazioni nel DNA, sono detti mutageni, e se ci sono elementi sufficienti per ritenere che questi possano portare allo sviluppo del cancro, tale sostanza viene detta cancerogena.

● fattori ereditari, mutazioni di uno o più geni trasmesse dai genitori ai figli.

● I fattori casuali come gli errori nella duplicazione del DNA che si verificano durante la divisione cellulare.

Stili di vitaCosì come la familiarità, anche le abitudini della vita quotidiana non causano direttamente il cancro, ma aumentano le probabilità di svilupparlo: per questo sono detti fattori di rischio. Gli stili di vita che più influiscono sul rischio di sviluppare un tumore sono:

● fumo● sole e raggi ultravioletti● alcol● tipo di alimentazione● sovrappeso e obesità● sedentarietà

Fattori ambientali

Ci sono diversi elementi che possono favorire la comparsa della malattia anche nell'ambiente che ci circonda. Alcuni sono presenti in natura, come certi minerali o agenti infettivi, altri sono prodotti chimici cui possono essere maggiormente esposte alcune categorie di lavoratori, senza contare l'effetto delle radiazioni. Ecco i più importanti:

● inquinamento atmosferico● agenti chimici● sostanze presenti in natura● agenti fisici● agenti infettivi

Condizioni che favoriscono lo sviluppo del cancroAffinché una cellula tumorale attecchisca nel tessuto d’origine o che formi metastasi occorre che il microambiente circostante sia tollerante alle mutazioni interne.

● infiammazioni; in caso di trauma solitamente si esauriscono in breve tempo, ma se causata da cellule tumorali persiste nel tentativo di eliminarle. Quando il tentativo non ha successo, l’infiammazione da acuta diventa cronica e si instaura uno stato di emergenza continua, come quello di una ferita che non si rimargina, capace di creare un ambiente alterato e favorevole al cancro. Il tumore a sua volta agisce sul sistema immunitario, rendendolo tollerante e insensibile alla proliferazione cellulare.

un quinto dei tumori della popolazione mondiale è causato da un'infiammazione

Virus che causano il cancro

1910, Peyton Rous per la prima volta scopre un virus in grado di provocare un tumore nei polli. Ad oggi sono 11 i virus individuati come cancerogeni di tipo 1

La capacità di un virus di causare il cancro è dovuta alla presenza di oncogèni nel genoma virale; il meccanismo che porta da un virus a DNA a un tumore può essere di vario tipo:

❏ l'integrazione del genoma del virus in un proto-oncogéne cellulare che viene attivato;

❏ attività incontrollata di un oncogéne virale, che altera il comportamento della cellula infetta e delle cellule che da essa derivano.

Nel caso di un virus a RNA le cose sono un po’ più complicate:

❏ una volta penetrato in una cellula, l’RNA a filamento singolo del genoma virale produce una copia di DNA a filamento doppio grazie all’enzima virale trascrittasi inversa. La copia di DNA viene quindi integrata nel genoma della cellula ospite sotto forma di provirus. A questo punto il pro-virus può essere duplicato e trasmesso alle cellule figlie, oppure essere trascritto in RNA per costruire nuove particelle virali. Una volta che il provirus si è integrato nel genoma cellulare, si comporta a tutti gli effetti come un virus a DNA.

virus di tipo 1● il virus di Epstein-Barr (EBV), correlato ad alcuni tumori endemici del Sud-Est Asiatico e del Nord

Africa;

● i virus dell’epatite B e C (HBV, HCV), responsabili di epatite cronica che può degenerare in

carcinoma epatocellulare;

● l’herpes virus HHV8, associato al sarcoma di Kaposi;

● il virus dell’immunodeficienza umana di tipo 1 (HIV-1), associato indirettamente a vari tipi di

tumori;

● il papilloma virus (HPV), responsabile del cancro della cervice uterina e associato a numerosi altri

tumori genitali e delle mucose orali;

● il virus della leucemia a cellule T di tipo 1(HTLV-1), endemico in alcune zone dell’Est e dell’Africa;

● l'Helicobacter pylori, che infetta in modo cronico lo stomaco ed è associato a numerosi casi di

carcinoma gastrico;

● i parassiti Clonorchis sinensis, Opistorchis viverrini, associati al colangiocarcinoma;

● lo Schisosoma haematobium, correlato al tumore della vescica in portatori cronici.

“ SE RINUNCI AL CONTROLLO RINUNCI ALLA CURA”

La percentuale di sopravvivenza a tutti i tipi di cancro è in crescita , pari a oltre il 50%, la diagnosi è la prima parte della cura!

L’Italia ha il più alto tasso di sopravvivenza al cancro tra i paesi europei.

Dalla diagnosi alla cura Per stabilire se una persona ha un tumore, il medico :

● pone generalmente alcune domande sulla storia medica, personale e familiare

● richiede alcuni esami, quelli più comuni sono le analisi del sangue, l’ecografia, la TC e la PET.

Nella maggior parte dei casi è necessario fare anche una biopsia, ossia prelevare parte del tessuto per verificare prima di tutto se sia tumorale o meno, ed eventualmente capire che tipo di tumore : in base alla forma, alla costituzione delle cellule e alla comparazione con i vari casi clinici già visti. Riferirsi a casi già affrontati non è utile solamente per la diagnosi ma anche per un eventuale piano terapeutico.

In cosa consiste la diagnosi?

● stabilire l’entità del tumore (benigno o maligno),

● verificare l’eventuale estensione delle metastasi che ne determina il relativo stadio,

● stabilire un piano terapeutico adeguato, che può prevedere una combinazione di trattamenti.

Chirurgia oncologica La chirurgia oncologica è applicabile solamente su tumori solidi, ossia ha un effetto esclusivamente locale.

L’asportazione chirurgica tumorale è importante anche per una diagnosi più precisa, permette infatti di condurre un esame istologico da parte del patologo per determinare informazioni conclusive sul tipo di tessuto.

Inoltre oggi è diffusa la cosiddetta chirurgia conservativa che si concentra esclusivamente sul tessuto danneggiato cercando di non intaccare quello sano, (es. mastectomia totale).

La radioterapia la radioterapia si esegue utilizzando le emissioni di sostanze radioattive che vanno a danneggiare il DNA delle cellule tumorali impedendo la proliferazione.

In questo caso possono essere danneggiate anche cellule di tessuto sano che hanno però la capacità di ripararsi velocemente, comportando effetti collaterali più contenuti rispetto ai trattamenti chemioterapici basati sull’uso di farmaci.

Viene generalmente utilizzata in combinazione con terapie farmacologiche o con operazioni chirurgiche.

Esiste anche la radioterapia interna oltre a quella esterna, che prevede l’introduzione di sostanze radioattive all’interno dell’organismo per ottenere un’azione più mirata.

Terapie farmacologiche o cellulari● farmaci chemioterapici : colpiscono selettivamente

le cellule che si riproducono di più, ma causano importanti effetti collaterali,

● terapie ormonali : interferiscono con i meccanismi di crescita del tumore ,

● farmaci a bersaglio molecolare: il primo è stato l’imatinib, che agisce in modo mirato sulle proteine tumorali, lasciando intatte quelle sane,

● immunoterapia: sfrutta le armi del sistema immunitario per attaccare le cellule tumorali,

● trapianti di cellule staminali: si usano per sostituire le cellule malate di alcuni tumori del sangue, come leucemie e mielomi.

Quando il tumore ritorna Nei tumori sono presenti delle cellule staminali del cancro, che si dividono più raramente delle altre. Dalla loro divisione si originano una cellula tumorale e una staminale tumorale. Queste cellule essendo resistenti alle terapie costituiscono la causa di una probabile recidiva del tumore. Spesso è da queste cellule resistenti che hanno origine le metastasi, la loro diffusione dipende da vari fattori:

● il tessuto d’origine,● i difetti genetici accumulati,● la possibilità di entrare nel circolo linfatico o

sanguigno.

Combattere il cancro con i virusA Chicago, al congresso americano di oncologia sono state presentate due nuove strategie di terapia del cancro. Puntano ambedue sul sistema di difesa immunitario, ma in modi opposti:

● la prima, sveglia il sistema immunitario da quella sorta di torpore indotto dal

tumore stesso e restituisce ai globuli bianchi e agli anticorpi la capacità di

aggredire le cellule anomale;

● la seconda, invece, stimola direttamente il sistema immunitario con le stesse

sostanze che usa il corpo a questo scopo. E per portare questi stimolanti

naturali nel tumore sfrutta dei virus-chimera, generati dalla fusione, ad

esempio, di quello del raffreddore con quello della poliomielite. I virus-chimera

attaccano le cellule cancerose, bloccando i loro meccanismi vitali.

L'IMMUNITA' ADDORMENTATAPerché il nostro sistema di difesa, evolutosi per riconoscere un nemico entrato nel corpo e poi distruggerlo, non lo fa con il tumore? La prima ipotesi che venne fatta fu che la cellula cancerosa, essendo di fatto una cellula normale che si moltiplica senza sosta , non venisse rilevata come nemica e quindi non combattuta.

La natura nemica del tumore, in realtà, viene scoperta subito, ma il comando di attacco al tumore è debole o eseguito in modo inefficace. Il problema non sta nel sistema immunitario, ma nel tumore, è quest'ultimo ad emettere delle sostanze che "addormentano" il sistema immunitario.

Negli ultimi anni sono state messe a punto molecole che, bloccando questi inibitori, restituiscono al sistema di difesa tutta la sua capacità di uccidere le cellule cancerose. Hanno prolungato di molto la sopravvivenza a malati con melanoma in fase ormai metastatica.

I VIRUS-CHIMERA Nascono dall'osservazione di alcuni virus che attaccano selettivamente le cellule cancerose, ma non sono aggressivi, infettano poche cellule, insufficienti per ottenere un effetto terapeutico.Per rendere questi virus molto infettivi si uniscono con quelli aggressivi e infettivi di natura, come gli adenovirus del raffreddore. Inoltre dalla recente scoperta dei segnali con cui il sistema immunitario manda l'ordine di attacco ai globuli bianchi, e dei geni che producono questi segnali, è nata l'idea di farli portare da virus direttamente dove servono, nel tumore,mettendoli appunto nei virus-chimera.Il risultato sono microrganismi inesistenti in natura, metà di un virus metà di un altro e con l'aggiunta di geni immunitari di un'altra specie (e quindi sono anche Ogm). Iniettati nel tumore in animali da laboratorio, provocano prima una strage di cellule cancerose uccise direttamente dai virus, poi il sistema immunitario, scatenato dai fattori stimolanti, elimina il tumore.

Da che tipo di tessuto si originano i sarcomi?

a) tessuto epiteliale

b) tessuto nervoso

c) tessuto connettivo

Quale gene è responsabile del tumore al seno?

a) BRCA1

b) APC

c) TGF-β

Come si chiama l’analisi di tessuto per verificare se è tumorale o meno?

a) analisi dei marcatori tumorali

b) biopsia

c) screening

Quale proteina muta nella maggior parte dei tumori causati da infezione?

a) p53

b) TNF-α

c) l’interleuchina 6

In che anno viene scoperto il primo virus in grado di provocare il cancro?

a) 1930

b) 1905

c) 1910

d) 1890

Cosa sono i virus chimera?

a) virus estremamente pericolosi in quanto in grado di causare più tipi di tumore contemporaneamente

b) OGM nati dall’unione di virus molto infettivi con virus che uccidono selettivamente solo le cellule tumorali

c) virus potenzialmente cancerogeni identificati per la prima volta nelle chimere

...GRAZIE PER L’ATTENZIONE ...

Fonti:capitolo C12 - Il nuovo invito alla biologia.blu, Zanichelli, seconda edizione, Curtis, Barnes, Schnek, Massarini, 2017

https://it.wikipedia.org/wiki/Henrietta_Lackshttps://it.wikipedia.org/wiki/HeLa

http://www.repubblica.it/salute/ricerca/2015/05/31/news/cancro_congresso_oncologi_chicago_novita_ricerca-115699577/?refresh_ce

http://www.airc.it/cancro/cos-e/cause-tumore/https://www.fondazioneserono.org/oncologia/che-cosa-e-il-cancro/origine-del-cancro/