Alimentazione e tumori: cosa succede al pancreas?

RICERCANDO ALL’ESTERO – “Il metabolismo è una cosa complicata. Abbiamo tutti sperimentato almeno una volta come il cibo che mangiamo influenza il nostro stato di salute. Dentro di noi ci sono centinaia di vie metaboliche interconnesse, migliaia di molecole che si influenzano a vicenda e che alla fine condizionano il nostro stare più o meno bene. Conosciamo molti dettagli delle mappe metaboliche, ma c’è una marea impressionante di connessioni ancora sconosciute. Studiare qualcosa di inesplorato è affascinante, no?”.

Con questa ricerca sul metabolismo inauguriamo su OggiScienza una nuova rubrica per raccontare gli italiani che fanno ricerca all’estero.

Nome: Alessandro Carrer
Età: 35 anni
Nato a: San Donà di Piave (VE)
Vivo a: Filadelfia (Stati Uniti)
Dottorato in: Medicina molecolare (ICGEB, Trieste)
Ricerca: Metabolismo, epigenetica e lo sviluppo del tumore al pancreas.
Istituto: University of Pennsylvania
Interessi: giocare a calcio, andare agli happy hour, uscire con gli amici
Di Filadefia mi piace: le stradine della città vecchia
Di Filadelfia non mi piace: i senzatetto per strada, gli americani sono poco flessibili
Pensiero: Ghi né più giorni che luganeghe

Sempre più ricerche dimostrano che c’è una stretta relazione tra alimentazione e insorgenza di tumori. In che modo il cibo interagisce col nostro organismo?
Negli ultimi anni è stata evidenziata una precisa associazione tra una dieta ricca di grassi, zuccheri e certi amminoacidi e alcuni tipi di tumore. Senza contare lo studio dello IARC che ha suscitato tanto clamore in questi giorni. Perché un certo tipo di dieta porti allo sviluppo di un tumore non è assolutamente compreso. La mia ricerca ha l’obiettivo di studiare nel dettaglio il meccanismo molecolare che lega ciò che mangiamo alla probabilità che una cellula diventi tumorale. Nello specifico, io mi occupo di tumore al pancreas e di un particolare metabolita, derivato del glucosio, che si chiama acetil-CoA.

L’acetil-CoA proviene dal cibo e svolge varie funzioni all’interno della cellula, tra cui produrre altre molecole ed energia. Quando le cellule sono ipernutrite a causa di una dieta particolarmente ricca di zuccheri e grassi, i livelli di acetil-CoA aumentano e attivano meccanismi cellulari normalmente spenti. Nelle cellule pancreatiche quello che vediamo è un effetto sull’organizzazione del DNA all’interno del nucleo e di conseguenza sul livello di espressione genica. In particolar modo, più acetil-CoA c’è, più questo si lega agli istoni della cromatina e più facilitata è l’espressione di geni normalmente spenti.

L’acetilazione degli istoni è direttamente correlata allo sviluppo di un tumore?
No, alti livelli di acetilazione non fanno sì che le cellule diventino automaticamente tumorali. Semplicemente è un primo campanello d’allarme. È come se le cellule pancreatiche iper acetilate fossero armate per andare in battaglia: non sono ancora in guerra ma è come se avessero già cannone e fucile.
Questa nostra scoperta è abbastanza controversa perché in tumori diversi l’acetilazione potrebbe avere ruoli diversi. Nel tumore al pancreas parliamo di predisposizione: le cellule con alti livelli di acetilazione prima o poi potranno diventare tumorali, se si verificheranno altri eventi come mutazioni a carico del DNA.

È la prima volta che si scopre una correlazione tra quello che mangiamo e l’organizzazione della cromatina nel nucleo. E dato che l’organizzazione del DNA influenza l’espressione di migliaia di geni, potenzialmente questo legame ha molte ricadute a livello molecolare. Ognuno di questi geni, infatti, potrebbe essere cruciale per l’evoluzione di un tumore o potrebbe influenzare l’espressione di altri geni, magari non noti, coinvolti nello sviluppo tumorale in modi ancora sconosciuti. Questo è un primo passo per capire, a livello molecolare, come quello che mangiamo è associato al fatto che col tempo possiamo sviluppare certi tipi di tumore.

Qual è la ricaduta pratica di questa scoperta?
Il tumore al pancreas è probabilmente il più letale o comunque uno dei più letali. La sopravvivenza a 5 anni dalla diagnosi è molto bassa, meno del 5% dei pazienti. Il problema sta nel fatto che è un tumore di base asintomatico e manifesta i primi sintomi solo quando è in fase molto avanzata. Risponde poco alle terapie ed è difficile da asportare chirurgicamente: essendo un tessuto molto molle, appena il pancreas viene toccato dal bisturi tende a disfarsi, le cellule maligne a metastatizzare e a invadere la cavità addominale.

Per questi motivi, più che trovare terapie alternative, si studiano le cause ambientali e genetiche del tumore e i modi per prevenirlo. Noi abbiamo dimostrato che lo stato di nutrizione di una cellula condiziona lo stato di acetilazione degli istoni: alti livelli di glucosio e glutammina nel sangue portano ad alti livelli di acetil-CoA nelle cellule. Ora vorremmo cercare di capire se questo può essere utilizzato come segnale per identificare precocemente le cellule che potrebbero diventare maligne.

Quali sono le prospettive future del tuo lavoro?
Nell’immediato futuro vogliamo cercare di capire quali sono i geni e le vie metaboliche che si accendono nelle cellule troppo nutrite e quali di questi sono poi davvero importanti per la formazione del tumore al pancreas. Se riuscissimo a identificarli, potremmo usarli come bersaglio per eventuali farmaci o come spie biologiche per una diagnosi precoce. Per farlo usiamo topi geneticamente modificati che esprimono un gene maligno coinvolto nello sviluppo del tumore al pancreas e hanno anche una mutazione nell’enzima responsabile della produzione dell’acetil-CoA. Alcuni di questi topi vengono nutriti con una dieta regolare, altri con una dieta ricca di carboidrati, grassi e fibre.

Quando cominciano a manifestare le prime lesioni a livello pancreatico cerchiamo di identificare quali vie metaboliche sono attive. Stiamo anche testando diverse diete e diversi inibitori dell’enzima che produce l’acetil-CoA per capire quali molecole vengono espresse in maniera anormale. Infine, anche se personalmente mi occupo solo di tumore al pancreas, nel mio gruppo si utilizzano le stesse strategie per studiare i gliomi e il tumore alla prostata. L’idea è continuare il lavoro in parallelo per tutte queste patologie.

Per portare avanti questi studi, lavorare a Filadelfia è importantissimo. Il campo di cui mi occupo si chiama tumor metabolism ed è tornato in voga negli ultimi 6-7 anni, riscoperto proprio a Filadelfia. Qui si è creata una comunità scientifica di grande peso e ci sono molte possibilità di collaborazione con gruppi che studiano temi simili.

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Crediti immagine: Alessandro Carrer