È noto che le cellule tumorali sono “dipendenti dalla glutammina”, ma molte riescono a sfuggire a questa debolezza passando a combustibili alternativi. I ricercatori hanno scoperto che la vitamina B7 agisce come una “licenza” metabolica, consentendo questa via di fuga attraverso un enzima chiave. Senza biotina, le cellule tumorali perdono questa flessibilità e smettono di crescere. Le mutazioni in un gene legato al cancro possono rendere questa vulnerabilità ancora più forte, offrendo un nuovo promettente bersaglio terapeutico.
I ricercatori dell’Università di Losanna (Unil) hanno scoperto un nuovo meccanismo biologico che rivela una vulnerabilità critica nelle cellule tumorali quando queste vengono private della vitamina B7.
Tutte le cellule devono adattarsi ai cambiamenti nell’apporto di nutrienti per sopravvivere. Tuttavia, alcune cellule diventano particolarmente dipendenti dalla glutammina, un amminoacido che svolge un ruolo fondamentale nel metabolismo. La glutammina fornisce i componenti essenziali necessari per la sintesi di proteine e DNA e, senza di essa, le cellule non possono continuare a crescere e dividersi.
Le cellule tumorali ne sono un esempio lampante. Molti tumori mostrano quella che gli scienziati definiscono “dipendenza da glutammina”, ovvero una forte dipendenza da questo nutriente. Sebbene questa dipendenza sia considerata una debolezza, molti tumori trovano il modo di aggirarla. In uno studio pubblicato sulla rivista Molecular Cell , un team guidato da Alexis Jourdain, professore associato presso il Dipartimento di Immunobiologia (DIB) della Facoltà di Biologia e Medicina (FBM) dell’Università di Unil, fa nuova luce sui processi cellulari alla base di questa capacità di adattamento.
Come il piruvato e la vitamina B7 mantengono le cellule in crescita
La ricerca, condotta dalla dottoressa Miriam Lisci, ricercatrice post-dottorato presso il laboratorio del professor Jourdain, si è concentrata sulle molecole ricche di carbonio, in particolare sul piruvato. Queste molecole permettono alle cellule di continuare a dividersi anche in assenza di glutammina.
Il team ha scoperto che questo processo dipende da un enzima mitocondriale chiamato piruvato carbossilasi. Questo enzima necessita di vitamina B7 (o biotina) per funzionare. Quando la vitamina B7 non è disponibile, l’enzima smette di funzionare e la crescita cellulare si arresta. In questo modo, la biotina agisce come una “licenza metabolica”, consentendo al piruvato di entrare nel sistema energetico della cellula e compensare la mancanza di glutammina.
Le mutazioni del gene FBXW7 aumentano la vulnerabilità al cancro
Lo studio ha inoltre rivelato un nuovo ruolo per FBXW7 , un gene frequentemente associato al cancro. “Quando FBXW7 subisce una mutazione, una situazione frequente in alcuni tumori, la piruvato carbossilasi scompare parzialmente, il piruvato non può più essere utilizzato in modo efficiente e le cellule diventano dipendenti dalla glutammina”, spiega Miriam Lisci, prima autrice dell’articolo.
I ricercatori hanno dimostrato che specifiche mutazioni del gene FBXW7 riscontrate nei pazienti possono innescare direttamente questa maggiore dipendenza dalla glutammina. Questi risultati sono stati resi possibili grazie alla collaborazione con le piattaforme di metabolomica e proteomica del FBM, nonché con il team del professor Owen Skinner presso la Northeastern University negli Stati Uniti.
Perché alcune terapie contro il cancro falliscono e cosa succede dopo
I risultati contribuiscono anche a spiegare perché le terapie mirate a bloccare la glutammina non sempre hanno successo. Le cellule tumorali possono infatti ricorrere a vie metaboliche alternative per sopravvivere.
“A lungo termine, questa ricerca apre nuove prospettive per una migliore comprensione delle vulnerabilità metaboliche dei tumori e per la progettazione di strategie terapeutiche innovative che tengano conto della grande flessibilità metabolica delle cellule tumorali, in particolare prendendo di mira simultaneamente diverse vie metaboliche”, conclude Alexis Jourdain, autore senior dello studio.
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