Fumo e DNA: scoperto dove avviene il danno

SCOPERTE – I danni che il fumo di sigarette induce nel nostro organismo sono, ormai, tristemente famosi, così come il loro meccanismo fisiopatologico: l’accumulo delle sostanze tossiche che vengono aspirate causa una modifica del DNA delle nostre cellule, che molto spesso sfocia in una proliferazione incontrollata e quindi in una neoplasia. Il DNA umano, tuttavia, è composto da oltre 3 miliardi di coppie di basi azotate, organizzate in geni, e dire “danni al DNA”, per i fini diagnostici e terapeutici, è purtroppo un tiro al bersaglio alla cieca.

Un gruppo di ricerca dell’Università di Medicina della North Carolina ha ora però ridotto notevolmente la cerchia dei sospetti, riuscendo a identificare con precisione i punti all’interno del genoma nei quali le mutazioni indotte dal fumo avvengono in modo più frequente. Per giungere a tale risultato i ricercatori, guidati dal premio Nobel Aziz Sancar, hanno innanzitutto sviluppato un metodo per mappare i siti in cui il genoma veniva sottoposto a particolari meccanismi di riparazione, che intervengono a seguito di un danno al DNA. È stato così possibile, in un secondo momento, mappare tutti i punti in cui si concentrano i danni causati dal benzo[a]pirene, una sostanza chimica a riprovata azione cancerogena, la cui principale origine è la combustione di materia organica (e quindi particolarmente espressa nel fumo di sigaretta).

Normalmente, quando un idrocarburo tossico come il benzo[a]pirene viene inalato o ingerito, degli enzimi specifici presenti nel nostro corpo lo suddividono i molecole più piccole e innocue. L’effetto collaterale? La generazione di una sostanza di scarto, il BPDE, ancora più pericolosa del benzo[a]pirene. Il Diolo Epossido del Benzo[a]Pirene, infatti, reagisce con il DNA legandosi a una delle basi azotate che lo compongono, la guanina, impedendo la corretta duplicazione del genoma durante la divisione cellulare.

Il problema si osserva quando una dei geni “attaccati” dal BPDE è un oncosoppressore, ossia un gene che codifica per proteine che prevengono la formazione di neoplasie. In questi casi deve intervenire in maniera rapida ed efficace il sistema di riparazione studiato dall’equipe di Sancar, il nucleotide excision repair: speciali proteine tagliano letteralmente i nucleotidi danneggiati, che vengono sostituiti da frammenti nuovi, sintetizzati all’occorrenza da enzimi specifici. E il materiale genetico tagliato? Vaga nella cellula fino a quando non viene intercettato da specifiche molecole “spazzine”.

Sono proprio questi scarti, tuttavia, che permettono ai ricercatori di identificare dove è avvenuta la riparazione e quindi, in prima misura, il danno. Catturando questi stralci di DNA gli scienziati e le scienziate che hanno lavorato con Sancar sono stati in grado di stabilire che le riparazioni indotte dal legame tra BPDE e guanina sono più frequenti quando essa è seguita, nella sequenza genomica, da citosina (rispetto a quando è seguita da timina o adenina).

Un aspetto non trascurabile di tale metodica è inoltre il fatto che non si limita alla descrizione dei danni indotti dal BPDE, ma si può applicare anche a molte altre molecole ad azione cancerogena, per mapparne siti di interazione con il DNA e relativi meccanismi fisiopatologici.

Mappature di questo tipo aiuteranno i ricercatori e i clinici a capire non solo come si origina il danno causato dal fumo di sigaretta, ma anche a determinare il perché alcune persone sono geneticamente più vulnerabili al cancro mentre alcune sono più resistenti, e anche come è possibile prevenire l’insorgenza di tali patologie. Dato per scontato che il metodo più efficace per prevenire tali patologie, anche a fronte della mole di dati oggi a disposizione degli esperti per descrivere i danni a livello genetico, è quello di smettere di fumare.

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