IBM: algoritmo per studiare l’apoptosi cellulare

26 Marzo, 2019 nessun commento


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Diversi farmaci contro il cancro funzionano promuovendo “l’apoptosi” ovvero la morte cellulare programmata. Alcune cellule tumorali subiscono prontamente l’apoptosi in risposta a queste terapie mentre altre no. Ma perché?

I ricercatori della Mount Sinai School of Medicine si sono uniti a IBM per rispondere a questa domanda. Il team ha trovato un possibile indizio nei mitocondri, le microstrutture contenute delle cellule che hanno il compito di produrre energia. In sintesi, le cellule con meno mitocondri avrebbero più probabilità di rispondere ai farmaci che provocano l’apoptosi cellulare.

Il team ha iniziato esponendo diversi tipi di cellule, tra cui quelle leucemiche e quelle del cancro alla mammella, a sei diverse dosi di un farmaco che provoca l’apoptosi.

Utilizzando un modello matematico sviluppato da IBM, hanno poi quantificato come le differenze nella sopravvivenza delle cellule siano cambiate in base alla quantità di mitocondri presenti.

I ricercatori hanno concluso che il 30% della variabilità delle risposte ai farmaci pro-apoptosi può essere attribuito ai mitocondri. Hanno scoperto che persino le cellule tumorali con geni identici ma diverse quantità di mitocondri potrebbero reagire in modo diverso ai trattamenti farmacologici. Le loro scoperte sono state pubblicate sulla rivista Nature Communications.

“Migliorare la nostra comprensione della relazione tra variabilità dei mitocondri e risposta ai farmaci può portare a trattamenti di cancro mirati più efficaci, permettendoci di trovare nuovi modi per affrontare il problema della resistenza ai farmaci”, dice il coautore dello studio, Pablo Meyer, team leader di Translational Systems Biology presso IBM Research e professore a contratto presso il Mount Sinai.

Il potenziale ruolo dei piccoli centri energetici mitocondriali delle cellule tumorali nella resistenza ai farmaci è stato a lungo argomento di interesse per la comunità che si occupa di oncologia.

L’anno scorso, gli scienziati dell’Università di Cincinnati hanno scoperto che le anormalità genetiche nei mitocondri possono influenzare “l’autofagia”, il processo mediante il quale le cellule riciclano i componenti e li usano come fonti di energia. Queste anomalie possono interferire con alcuni trattamenti contro il cancro.

Utilizzando la metformina, farmaco usato contro il diabete, altri ricercatori stanno esplorando una serie di opzioni per il controllo dei mitocondri nelle cellule tumorali.

Tra queste, il targeting di un enzima che ripara il DNA mitocondriale danneggiato e l’inibizione dei mitocondri che sono fondamentali per il metabolismo cellulare del farmaco contro il diabete.

I ricercatori di Mount Sinai e IBM ritengono che le loro scoperte avranno in futuro un’ampia utilità nella ricerca sul cancro.”Ad esempio, un’elevata quantità di mitocondri può essere un meccanismo non genetico di resistenza alle terapie pro-apoptotiche. L’integrazione di tali conoscenze può essere una considerazione importante nello sviluppo di strategie terapeutiche, come, ad esempio, le terapie combinate”.

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