La Riprogrammazione cellulare nell’era dell’epigenetica

Autori:

P.M. Biava
G. Terziani

 

Una lunga storia di ricerca iniziata nella metà degli anni ottanta del secolo scorso è stata condotta fino ai giorni nostri con l’intento di individuare i fattori di  differenziazione delle cellule staminali in grado di trasformare le cellule tumorali in cellule fenotipicamente normali. I risultati ottenuti in vari anni di ricerche hanno chiarito che le sostanze presenti in diversi stadi del differenziamento cellulare, che noi chiamiamo fattori di differenziazione delle cellule staminali (SCDSF) - sono proteine ​​a basso peso molecolare e acidi nucleici che regolano l'espressione genica. La presente relazione riassume come queste sostanze, prese in diversi stadi del differenziamento cellulare, siano in grado di ritardare la proliferazione di molti tumori umani e quindi di riprogrammare le cellule tumorali in cellule fenotipicamente  normali. Il modello presentato è un modello quantistico in cui gli SCDSF sono in grado di innescare processi di rottura della simmetria durante lo sviluppo del cancro. Questi processi di rottura della simmetria, che stanno alla base di molti fenomeni nella fisica delle particelle elementari e nella fisica della materia condensata, governano le transizioni di fase da cellule totipotenti ai più alti gradi di diversità e ordine, con conseguente differenziazione cellulare. Le cellule tumorali che condividono molte similitudini con cellule staminali embrionali, vengono ri-differenziate in cellule normali oppure indotte all’apoptosi. Oltre ad agire su componenti chiave del ciclo cellulare, gli SCDSF sono in grado di riprogrammare le cellule tumorali influenzando delicatamente il microambiente del cancro. Fenomeni coerenti nell'acqua biologica possono spiegare gli effetti che si sono ottenuti su linee di tumori umani sia in vitro, sia in vivo in alcuni importanti trials clinici. Quindi, includendo l'ambiente come essenziale componente del nostro modello, possiamo spingere il paradigma riduzionista, oggi prevalente a livello scientifico, il quale interpreta l’oncogenesi come guidata soprattutto da eventi di mutazione, verso una descrizione che interpreta la realtà secondo una visione sistemica ed olistica.  Un potenziamento dell’attività degli SCDSF si ottiene con gli integratori di ossigeno on demand, che rendono difficoltosa la vita alle cellule tumorali, le quali, per produrre energia, utilizzano il glucosio e non sopravvivono in un ambiente ricco di ossigeno. Gli studi condotti con gli SCDFS hanno permesso di chiarire tutte le funzioni del codice epigenetico, che noi abbiamo scelto di studiare nell’unico momento della vita in cui esso è completo in tutte le sue componenti, ovvero le fasi del differenziamento embrionario. In tali fasi esistono infatti tutti i fattori che sono in grado di regolare tutti i geni di tutte le cellule di un organismo. Dopo l’organogenesi tale possibilità non esiste più, perché il codice epigenetico viene suddiviso in vari organi ed apparati ed in ogni organo si trova quella parte del codice epigenetico in grado di controllare la fisiologia delle cellule di ogni specifico organo, ma non di tutte le cellule di un organismo. Si è così scoperto che vi sono specifici fattori in grado di attivare in modo fisiologico gli stessi geni che  Yamanaka aveva introdotto artificialmente con un retrovirus in un fibroblasto differenziato, trasformandolo in cellula staminale pluripotente indotta e vincendo così il Nobel nel 2012 ( le manipolazioni fatte avevano però modificato la ciclicità cellulare, che noi invece non modifichiamo utilizzando una riprogrammazione epigenetica). Inoltre abbiamo dimostrato che la riprogrammazione epigenetica è in grado di aumentare la durata della vita cellulare, impedendone anche l’invecchiamento, di rigenerare i tessuti senza necessità di trapianto di cellule staminali e  da ultimo, ma non per importanza, di prevenire i fenomeni legati alle patologie cronico- degenerative.

 

 


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