Una foto dell'epigenoma per la terapia personalizzata dei tumori

   

(Redazione MolecularLab.it , 18/03/2009)

In corso di sperimentazione al Campus IFOM-IEO di Milano una tecnologia innovativa per effettuare screening veloci e affidabili dell'epigenoma umano.
Si tratta di una tecnologia che consente di effettuare il profilo epigenetico di un paziente nell'arco di 3-4 giorni, e a partire da un piccolo campione di cellule. Lo studio, pubblicato oggi sulla rivista scientifica Developmental Cell, è stato sviluppato da un team di scienziati coordinato da Saverio Minucci del Dipartimento di Oncologia Sperimentale dello IEO presso il Campus IFOM-IEO di Milano, in collaborazione con l'Università degli Studi di Milano (Dipartimento di Scienze Biomolecolari e Biotecnologie), con Congenia-Genextra Group di Milano e con i team americani di Sam Levy del J.Craig Venter Institute di Rockville, e di Fyodor Urnov a Sangamo BioSciences di Richmond.
La portata scientifica di questo studio si colloca nello scenario della ricerca epigenetica, un importante ramo della biologia molecolare che si focalizza sui meccanismi di regolazione dell'espressione dei nostri geni e su quali alterazioni intervengono in questo processo causando patologie come i tumori.
Cosa si intende per regolazione epigenetica dell'espressione genica? Le cellule che costituiscono il nostro corpo condividono lo stesso patrimonio di circa 30.000 geni ereditato da una cellula originaria (lo zigote, al momento della fecondazione), ma perché assumano un ruolo specifico nell'organismo (come un neurone, una cellula di sangue o una cellula epatica), solo una frazione di questi 30.000 geni rimane attiva in ognuna di esse, mentre gli altri geni vengono silenziati in maniera permanente. Questo meccanismo selettivo avviene a livello della cromatina (la forma in cui il Dna si struttura), quindi tramite modifiche chimiche che orchestrano l'espressione dei geni attivandone alcuni e reprimendone altri, pur senza alterare la sequenza del DNA.
Un'acquisizione recente ma sempre più condivisa nella comunità scientifica internazionale è che alla radice della maggior parte dei tumori si verificano alterazioni non soltanto a livello genetico - ovvero mutazioni della sequenza del Dna - quanto appunto a livello epigenetico (dal greco "sopra i geni"), e quindi a carico dei meccanismi di regolazione dei geni. Lo studio dell'epigenetica si sta quindi affermando come un ambito di ricerca molecolare complementare a quello genetico e molto promettente, soprattutto in virtù della maggiore facilità di intervenire terapeuticamente sulle alterazioni epigenetiche. Queste infatti, contrariamente alle mutazioni genetiche, sono efficacemente reversibili con approcci farmacologici.
Con la tecnologia in corso di sperimentazione al Campus IFOM-IEO di Milano, uno tra i centri più prestigiosi a livello internazionale nello studio dei meccanismi epigenetici, si aprono orizzonti promettenti per la diagnosi delle alterazioni epigenetiche, e la loro terapia.
"In tempi brevi – spiega Saverio Minucci, , direttore del programma alterazioni della cromatina nello sviluppo dei tumori del Dipartimento di Oncologia Sperimentale dello IEO presso il Campus IFOM-IEO di Milano e Professore associato di Patologia generale presso l'Università degli Studi di Milano, Dipartimento di Scienze Biomolecolari e Biotecnologie - saremo in grado di effettuare screening veloci ed estremamente affidabili del profilo epigenetico del paziente, dando una nuova dimensione alla diagnosi della patologia e all'individuazione di terapie personalizzate". Il metodo sperimentale sviluppato si basa su un tipo di tecnologia high throughput, che consente di individuare in tempi molto veloci la frazione di DNA "attivo" in un determinato tipo cellulare.
La sperimentazione è condotta in vivo su un campione estremamente ridotto di cellule umane "siamo nell'ordine di 1.000.000 di cellule – precisa Gaetano Gargiulo, primo autore dello studio – . Si tratta di un campione facilmente ottenibile in vivo che ci restituisce uno screening epigenetico con una fedeltà molto elevata (superiore al 90%), mentre con tecnologie comparabili attualmente in fase di sviluppo sarebbe necessario un campione fino a 100 volte superiore, ottenendo dati che presentano di contro il 70% di infedeltà".
Allo stato attuale i test sono condotti su individui sani, al fine di mappare il normotipo del profilo epigenetico. Lo step successivo sarà di applicare l'analisi a pazienti affetti da patologie tumorali, per individuare le alterazioni epigenomiche coinvolte.
La studio è stato possibile grazie al sostegno dell'AIRC (l'Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro), del progetto di ricerca EPITRON (Epigenetic Treatment Of Neoplastic diseases) finanziato dalla Comunità Europea, del Ministero Italiano della Salute e del MIUR (Ministero Italiano dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca).