Struttura dei telomeri umani
Una parte del DNA non codificante è inglobato nei geni sotto forma di introni, mentre un’altra parte è dispersa nel genoma sotto forma di un gran numero di sequenze ripetute, apparentemente prive di qualsiasi funzione, ma probabilmente coinvolte nei processi di regolazione dell’espressione.
In particolare discerniamo il DNA minisatellite telomerico, formato da esanucleotidi 5’-TTAGGG-3’ ripetuti in tandem con una grandezza totale di circa 10-15 KB che vengono aggiunti alla fine di ogni cromosoma dall’enzima telomerasi.
Il telomero è quindi la regione terminale di un cromosoma composta da DNA altamente ripetuto che protegge l’estremità del cromosoma stesso dal deterioramento o dalla fusione con cromosomi confinanti. La sequenza TTAGGG si ripete circa 2500 volte negli umani. Diversi studi ipotizzano che il progressivo accorciamento dei telomeri ad ogni ciclo replicativo sia associato all’invecchiamento cellulare (fase di senescenza).
Breve descrizione del meccanismo autofagico
La biogenesi dell’autofagosoma può essere divisa in 5 fasi principali: induzione, espansione, completamento delle vescicole, fusione e degradazione.
Il processo parte con la formazione del fagoforo, una cisterna rivestita di membrana. L’espansione del fagoforo attraverso l’acquisizione di ulteriori lipidi permette l’inserimento del materiale intracellulare da degradare. La vescicola è completa quando si formano due membrane bilayer distinte fra loro. L’autofagosoma inizia successivamente il processo di fusione con il comportamento endosomiale e successivamente con i lisosomi. Alla fine, i metaboliti di base prodotti da questo processo catabolico di degradazione delle biomolecole, sono trasportati nel citoplasma dove sono utilizzati come strumenti per creare nuove proteine e lipidi.
L’autofagia da stress replicativo potrebbe contrastare l’insorgenza di tumori
Gli scienziati al Sulk Institute, studiando la relazione tra i telomeri e il cancro, hanno fatto un’importante scoperta: un pathway autofagico che promuove la morte della cellula, prevenendo la trasformazione neoplastica.
Il loro lavoro è stato pubblicato su Nature il 23 gennaio 2019 e dimostra come l’autofagia possa essere un processo completamente nuovo per sopprimere l’insorgenza dei tumori.
Ogni volta che la cellula duplica il suo DNA per dividersi e crescere, i suoi telomeri diventano sempre più corti. Una volta che i telomeri diventano talmente corti che non possono più proteggere i cromosomi, le cellule sviluppano dei segnali endogeni che interrompono i processi di divisione cellulare in maniera permanente.
Nel caso in cui i telomeri manchino o siano gravemente danneggiati, la cellula entra in uno stato critico dove i cromosomi non protetti possono fondersi fra loro e non funzionare correttamente. Studiando delle cellule umane differenziate forzate ad entrare in uno stato critico, il team di ricerca ha dimostrato che impedendo i comuni processi di autofagia le cellule continuavano a replicarsi ininterrottamente. Ciò è ovviamente alla base dell’insorgenza di masse tumorali nell’organismo umano.
Lo studio scientifico ha inoltre messo in luce che le cellule che manifestavano una carenza alle estremità telomeriche innescavano dei processi autofagici utili per la riparazione del DNA e per lo smaltimento di aggregati biologici potenzialmente dannosi. Al contrario, danni al materiale genetico in altri punti dei cromosomi innescavano il processo quasi sempre irreversibile di apoptosi.
La scoperta del team di ricercatori apre una nuova frontiera alla lotta contro il cancro la quale, grazie all’autofagia, può partire dall’interno delle nostre cellule.
Roberto Parisi
