Immortalizzazione
Una cellula è immortalizzata se è in grado di replicarsi per un lungo periodo di tempo in condizioni adeguate di cultura. Si tratta tuttavia del passo iniziale nel cammino che porta al tumore poiché una cellula immortalizzata non è ancora una cellula trasformata dal momento che comunque presenta un’autonomia di crescita relativa. Perché diventi immortalizzata una cellula deve:
· Perdere il controllo del ciclo cellulare;
Una cellula è immortalizzata se è in grado di replicarsi per un lungo periodo di tempo in condizioni adeguate di cultura. Si tratta tuttavia del passo iniziale nel cammino che porta al tumore poiché una cellula immortalizzata non è ancora una cellula trasformata dal momento che comunque presenta un’autonomia di crescita relativa. Perché diventi immortalizzata una cellula deve:
· Perdere il controllo del ciclo cellulare;
· Resistere all’apoptosi;
· Presentare un blocco differenziativo;
· Esprimere la telomerasi.
CICLO CELLULARE:
E’ un momento biologico estremamente complesso e regolato.
Il periodo G1 è seguito dalla fase S di sintesi del DNA, quindi da una fase G2 e dalla mitosi. Con G0 si indicano quelle cellule che sono fuori dal ciclo: per esempio gli epatociti nel fegato adulto. Questi ultimi però, se sottoposti ad uno stimolo (es. parziale epatectomia) possono rientrare nel ciclo per rigenerare il parenchima. Il passaggio da G0 a G1 è legato ai “fattori di competenza”, rappresentati di solito da fattori di crescita.
In G1 esiste un sistema di controllo che la cellula deve oltrepassare per entrare in fase S (check point 1). Lì intervengono fattori di crescita, come IGF1 e IGF2, che permettono alla cellula di oltrepassare il check point, o fattori come l’IFN o il TGFβ, che hanno invece effetto opposto.
A livello di G2, prima della fase di mitosi, esiste un altro check point.
Il sistema di progressione e di attivazione del ciclo è basato sul sistema di cicline e CDK (chinasi ciclina dipendente). Checkpoint 1: ciclina D + CDK4 o CDK6
Più avanti in fase G2: ciclina E + CDK2, ciclina A + CDK2
Checkpoint 2: ciclina A e ciclina B + CDK1 (MPF: maturation promoting factor)
Il sistema delle cicline/CDKs agisce soprattutto a livello del checkpoint 1 dove c’è la proteina RB. Nella forma ipofosforilata RB impedisce alla cellula di progredire poiché lega a sé il fattore di trascrizione E2F. Se invece è fosforilata si dissocia dal fattore da E2F e permette alla cellula di progredire.
Il sistema di regolazione dei complessi ciclina/CDK è articolato. In particolare esistono degli inibitori:
P16-P15-P18-P19 agiscono a livello del checkpoint 1 e sono detti INK4 (inibitori della chinasi 4);
P57-P27-P21 agiscono su tutte le CDK e sono detti CIP (inibitori proteici della CDK).
In molte neoplasie vi è l’alterazione di P16 che permette alla cellula di progredire lungo il ciclo.
La terapia dei tumori sarebbe molto più efficace se si riuscisse a colpire tutte le cellule in fase S. Purtroppo però tra cellule appartenenti alla stessa massa neoplastica si verifica un notevole sfasamento del ciclo tanto che solo circa il 20% delle cellule si trovano contemporaneamente in fase S.
Una coltura di cellule normali si replica una ventina di volte e poi degenera e muore. Una coltura di cellule immortalizzate invece oltrepassa questo limite.
TELOMERASI
E’ un enzima deputato al ripristino di sequenze nucleotidiche all’estremità dei telomeri. Si è visto che durante la divisione delle cellule normali queste sequenze si usurano ad un punto tale che la cellula non può più dividersi. Questo processo, in coltura, porta alla crisi e alla senescenza della coltura stessa.
Tuttavia se vi è una telomerasi attiva che ripristina le sequenze allora la cellula può continuare a moltiplicarsi. Ciò non avviene solo nelle cellule neoplastiche ma anche in quelle germinative.
L’85-95% delle cellule cancerose mostra un’alta attività telomerasica.
BLOCCO DIFFERENZIATIVO
Una cellula attraversa tre fasi: staminale, proliferativa e di cellula matura.
Le cellule staminali possono dividersi dando origine ad altre cellule staminali oppure a cellule un po’ più differenziate ma con ancora la capacità replicativa (fase proliferativa). I fattori di crescita agiscono su entrambi i tipi di cellule.
Se a questo punto subentrano dei blocchi nella capacità di espressione di geni che codificano per proteine funzionali vi è un blocco della differenziazione, cioè le cellule non percorrono più la strada verso la maturità. Ciò succede in molti tumori: l’aumento della massa neoplastica è dovuto all’accumulo di cellule che non si differenziano e non raggiungono la maturità. Il blocco è spesso dovuto a metilazione di alcuni siti del DNA.
