Una mappa sull’organizzazione del genoma e le modifiche del DNA che controllano la crescita delle cellule retiniche normali e tumorali offre agli scienziati un nuovo percorso per comprendere il retinoblastoma e le malattie degenerative della retina.
Un team della st Jude Children Hospital Research – Washington University Pediatric Cancer Genome Project (PCGP) ha mappato gli intricati cambiamenti nell’organizzazione “epigenetica” del nucleo che determinano la transizione delle cellule della retina da immature a neuroni della retina. I ricercatori hanno anche mappato l’epigenoma delle cellule del retinoblastoma e la loro trasformazione cancerosa.
L’origine del retinoblastoma: il codice epigenetico
I dati sono una risorsa inestimabile per scoprire l’origine cellulare ancora sconosciuta del retinoblastoma – il tumore dell’occhio più comune nei bambini. Da questi dati i ricercatori posso capire i percorsi che scatenano le malattie della retina negli adulti, come la degenerazione maculare senile e la retinite pigmentosa.
I controlli epigenetici sono gli interruttori molecolari che trasformano o disattivano i geni per orchestrare lo sviluppo di una cellula da una generica cella in una specializzata come un neurone. Mentre il “genoma” di migliaia di singoli geni equivale ai dati memorizzati su un disco del computer, l’epigenoma è come un programma per il computer che controlla come i dati memorizzati vengono letti.
I ricercatori sanno che i malfunzionamenti epigenetici possono guidare tumori e malattie degenerative, ma non erano arrivati al “codice epigenetico” – i cambiamenti specifici nell’organizzazione del nucleo che guida ogni tipo di cellula a differenziarsi da una progenitrice a una specializzata.
L’origine del retinoblastoma: le novità
I dati analizzati hanno rivelato diverse sorprese sui processi epigenetici di sviluppo dei neuroni della retina: ad esempio l’importanza relativa ai due tipi di interruttori di controllo per lo sviluppo dell’occhio. Un comando è la metilazione del DNA, che è una modifica chimica di un gene che lo accende o lo spegne. L’altro interruttore di controllo è la modifica degli istoni, ovvero le proteine che servono come impalcatura per la spiralatura il DNA nello spazio stretto del nucleo.
“Lo studio ha mostrato che la metilazione del DNA è il principale regolatore epigenetico”, afferma il dottor Dyer a capo della ricerca. “Ma con nostra sorpresa, solo una piccola percentuale dei cambiamenti durante lo sviluppo ha una correlazione con la metilazione del DNA. È a livello dell’istone che abbiamo visto davvero i profondi cambiamenti durante la differenziazione.”
Un’altra scoperta inaspettata riguarda il momento durante lo sviluppo, quando la transizione delle cellule immature in una nuova forma di tessuto ottenuto da una rapida divisione, arriva a differenziarsi in un neurone retina maturo.
“È come premere un interruttore gigante”, ha detto Dyer. “All’inizio dello sviluppo, tutte le cellule sono progenitori immaturi in rapida crescita e divisione. Poi, quando le cellule smettono di crescere e iniziano a diventare neuroni, c’è un cambiamento drammatico nell’epigenome.” “Ancora non sappiamo quale tipo di cellula dà origine al retinoblastoma. Le cellule tumorali hanno un programma misto di cellule progenitrici e neuroni. Sembra come se fossero bloccate nella fase in cui l’interruttore è normalmente fermo nella transizione da progenitori ai neuroni.
L’origine del retinoblastoma: prospettive future
“Anche se questo studio non può rispondere alla domanda sull’origine, ha fatto restringere il campo di sviluppo quando la cellula normale diventa una cellula tumorale,” afferma Dyer. “Avrei immaginato che che si collocasse molto presto, quando un progenitore è in rapida divisione. Ma abbiamo scoperto che il punto di decisione avviene quando le cellule sono nella fase di transizione da una rapida crescita alla differenziazione. Questa intuizione ci permetterà di concentrarci su quel momento per capire meglio come avviene l’origine del retinoblastoma. Abbiamo bisogno di guardare al di là dei geni per capire come i cambiamenti epigenetici causano il cancro “.
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