Togliere ossigeno a un tumore potrebbe ostacolarne la crescita / Removing oxygen from a tumor could hinder its growth

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

In verde le aree con poco ossigeno, che spesso sono resistenti ai trattamenti antitumorali) / Green areas with little oxygen, which are often resistant to anticancer treatments)

I ricercatori hanno individuato un elemento chiave per affamare il tumore: si tratta dell’aspartato, una molecola collegata alla presenza di ossigeno, che è essenziale per la proliferazione del tumore. Così in futuro potrebbe diventare un nuovo bersaglio terapeutico.

L’ossigeno è un elemento essenziale, anche per la proliferazione di un tumore. Senza ossigeno, il cancro è come “affamato” e cresce più lentamente. Questo perché le sue cellule non riescono più a produrre particolari molecole, dette metaboliti, essenziali per la sua crescita. Questo è lo scenario studiato dai ricercatori alla The Rockefeller University, negli Stati Uniti, che hanno individuato qual è il preciso elemento che toglie il respiro al tumore, così da limitarne la diffusione. I risultati sono pubblicati su Nature Cell Biology.

In generale, un tumore cresce rapidamente, fino a che, quando è molto esteso, l’apporto di sangue (dunque di ossigeno) alle cellule tumorali non è più sufficiente e la crescita della malattia inizia ad avvenire più lentamente. Ma i meccanismi con cui avviene questo processo erano fino ad oggi poco chiari. Per questo, i ricercatori della Rockefeller University si sono chiesti quali specifiche molecole, prodotte dal tumore attraverso l’ossigeno, ostacolino il tumore.

Una volta individuate queste molecole, infatti, l’idea potrebbe essere quella di affamare il tumore riducendo queste sostanze.

I ricercatori hanno riprodotto la deprivazione di ossigeno (ipossia) in cellule tumorali prelevate da 28 pazienti con tumori del sangue, dello stomaco, del seno, del colon e del polmone. Molte di queste cellule, fatte crescere in laboratorio, erano sensibili all’ipossia e crescevano in maniera ridotta, altre invece erano colpite solo in parte e altre ancora per nulla.

Ma quali sono le ragioni di un comportamento così variabile? In base ai risultati la chiave di tutto è un amminoacido, chiamato aspartato. Questa molecola è essenziale in diversi processi cellulari, come la sintesi di materiale genetico, necessario per la crescita/proliferazione del tumore.

Senza ossigeno, molte cellule non producevano più questa sostanza. Tuttavia le cellule tumorali più resistenti riuscivano comunque a ottenerlo dall’ambiente circostante, rubandolo a un gene che lo trasporta, sigla Slc1a3: quando in laboratorio questo gene è stato attivato in cellule mediamente sensibili alla carenza di ossigeno, la crescita del tumore ricominciava ad avvenire più rapidamente.

Così la mancanza di ossigeno e la conseguente riduzione di aspartato potrebbe essere l’elemento chiave che limita lo sviluppo del tumore, dato che senza aspartato la crescita del tumore viene limitata. Dunque, agire su quest’ultimo componente, dunque, potrebbe essere importante per affamare il tumore, individuando nuove terapie anticancro. Gli stessi risultati sono stato osservati nel topo, confermando l’ipotesi del ruolo dell’aspartato ottenuto sulle colture cellulari.

Secondo Kivanç Birsoy, che ha coordinato lo studio, potrebbero esistere diversi modi per evitare che le cellule risucchino dall’esterno l’aspartato, ad esempio bloccandone la produzione o eliminando quello presente nel tessuto circostante. Se questa idea è corretta, in futuro un trattamento anti-aspartato potrebbe rappresentare una terapia aggiuntiva, alla chemio e alla radioterapia, contro qualsiasi tipo di tumore in cui vi siano aree con deficit di ossigeno. Così i prossimi obiettivi potrebbero essere due: un trattamento per soffocare le parti del tumore che sono ben rifornite di ossigeno e un altro che blocchi l’aspartato dove l’ossigeno non c’è.

ENGLISH

The researchers have identified a key element to starve the tumor: it is the aspartate, a molecule linked to the presence of oxygen, which is essential for the proliferation of the tumor. So in the future it could become a new therapeutic target.

Oxygen is an essential element, even for the proliferation of a tumor. Without oxygen, cancer is like "hungry" and grows more slowly. This is because its cells are no longer able to produce particular molecules, called metabolites, essential for its growth. This is the scenario studied by researchers at The Rockefeller University, in the United States, who have identified what is the precise element that takes the breath away from the tumor, so as to limit its spread. The results are published in Nature Cell Biology.

In general, a tumor grows rapidly, until, when it is very extensive, the supply of blood (ie oxygen) to the tumor cells is no longer sufficient and the growth of the disease begins to take place more slowly. But the mechanisms by which this process takes place were unclear until now. For this reason, researchers at Rockefeller University wondered what specific molecules, produced by the tumor through oxygen, obstruct the tumor.

Once identified these molecules, in fact, the idea could be to starve the tumor by reducing these substances.

The researchers reproduced the deprivation of oxygen (hypoxia) in tumor cells taken from 28 patients with tumors of the blood, stomach, breast, colon and lung. Many of these cells, grown in the laboratory, were sensitive to hypoxia and grew in a reduced manner, while others were only partially affected and others still not at all.

But what are the reasons for such a variable behavior? Based on the results the key to everything is an amino acid, called aspartate. This molecule is essential in several cellular processes, such as the synthesis of genetic material, necessary for tumor growth / proliferation.

Without oxygen, many cells no longer produced this substance. However, the most resistant tumor cells managed to obtain it from the surrounding environment, stealing it from a gene that carries it, labeled Slc1a3: when in the laboratory this gene was activated in cells sensitive to oxygen deficiency, the growth of the tumor began again faster.

Thus the lack of oxygen and the consequent reduction of aspartate could be the key element that limits the development of the tumor, since the growth of the tumor is limited without aspartate. Therefore, acting on the latter component, therefore, could be important to starve the tumor, identifying new anticancer therapies. The same results were observed in the mouse, confirming the hypothesis of the role of aspartate obtained on cell cultures.

According to Kivanç Birsoy, who coordinated the study, there may be several ways to prevent cells from sucking out the aspartate from outside, for example by blocking its production or by eliminating the one present in the surrounding tissue. If this idea is correct, in the future an anti-aspartate treatment could represent an additional therapy, to chemo and radiotherapy, against any type of tumor in which there are areas with oxygen deficiency. So the next targets could be two: a treatment to stifle the parts of the tumor that are well supplied with oxygen and another that blocks the aspartate where there is no oxygen.

Da:

https://www.wired.it/scienza/medicina/2018/06/28/ossigeno-tumore-crescita/