Le cellule tumorali sono maestre dell’adattamento. Mentre la maggior parte delle cellule sane può spostare le proprie fonti di carburante per sopravvivere a periodi di scarsità di nutrienti, molti tumori sviluppano una dipendenza specializzata da determinati nutrienti per alimentare la loro rapida divisione. Uno di questi nutrienti è la glutammina, un amminoacido essenziale per costruire le proteine e il DNA che guidano la crescita del tumore.
Questo fenomeno, spesso chiamato “dipendenza da glutammina”, è stato a lungo un obiettivo dei ricercatori. Tuttavia, uno dei principali ostacoli nel trattamento del cancro è stata la capacità delle cellule tumorali di “ruotare”, trovando percorsi metabolici alternativi per sopravvivere anche quando la glutammina è bloccata.
Una nuova ricerca pubblicata su Molecular Cell ha identificato un meccanismo specifico che consente questa sopravvivenza e, cosa ancora più importante, un potenziale modo per spegnerla.
Il ruolo del piruvato e la “licenza metabolica”
Uno studio condotto dal Dr. Alexis Jourdain e dalla Dr.ssa Miriam Lisci presso l’Università di Losanna (Unil) ha esplorato come le cellule bypassano il loro bisogno di glutammina utilizzando molecole ricche di carbonio, in particolare il piruvato.
I ricercatori hanno scoperto che affinché una cellula possa utilizzare il piruvato come fonte di combustibile alternativa, fa affidamento su un enzima mitocondriale fondamentale chiamato piruvato carbossilasi. Questo enzima non può funzionare da solo; richiede vitamina B7 (biotina) per funzionare.
Lo studio suggerisce che la vitamina B7 agisce come una sorta di “licenza metabolica”. Quando è presente la biotina, l’enzima si attiva, consentendo al piruvato di entrare nel sistema energetico della cellula e compensare la mancanza di glutammina. Se questa vitamina viene rimossa o non è disponibile, l’enzima fallisce, la “licenza” viene revocata e la capacità della cellula di crescere e dividersi è gravemente compromessa.
La connessione FBXW7: perché alcuni tumori sono più vulnerabili
La ricerca fornisce anche un collegamento cruciale tra mutazioni genetiche e dipendenza metabolica. Il team si è concentrato su FBXW7, un gene che è spesso mutato in vari tipi di cancro.
I risultati rivelano una catena diretta di causalità:
1. Si verifica una mutazione: il gene FBXW7 subisce una mutazione.
2. Deplezione enzimatica: questa mutazione provoca la parziale scomparsa dell’enzima piruvato carbossilasi.
3. Trappola metabolica: Senza questo enzima, la cellula non può più utilizzare il piruvato in modo efficiente.
4. Dipendenza: La cellula tumorale rimane intrappolata in uno stato di assoluta dipendenza dalla glutammina.
Si tratta di una scoperta significativa perché identifica un sottogruppo specifico di pazienti – quelli con mutazioni FBXW7 – che potrebbero essere molto più suscettibili ai trattamenti mirati al metabolismo della glutammina.
Implicazioni per la futura terapia contro il cancro
Per anni, gli studi clinici che tentavano di bloccare la glutammina hanno visto risultati contrastanti. Questo studio aiuta a spiegare perché: le cellule tumorali non sono statiche; sono metabolicamente flessibili. Se un percorso è bloccato, passano semplicemente a un altro, come il percorso del piruvato.
Comprendendo questo “piano di riserva”, gli scienziati possono spostarsi verso modelli di trattamento più sofisticati. Invece di prendere di mira un singolo nutriente, le terapie future potrebbero concentrarsi sulla interruzione metabolica simultanea, bloccando sia il combustibile primario (glutammina) sia il meccanismo di backup (la via del piruvato dipendente dalla biotina).
“Questa ricerca apre nuove strade per la progettazione di strategie terapeutiche innovative che tengano conto della grande flessibilità metabolica delle cellule tumorali”, conclude Alexis Jourdain.
Conclusione
Identificando come la vitamina B7 e l’enzima piruvato carbossilasi consentono alle cellule tumorali di aggirare la carenza di nutrienti, i ricercatori hanno scoperto una nuova vulnerabilità che potrebbe portare a trattamenti antitumorali più efficaci e multi-mirati.
