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Global Medical Discovery ospita l'articolo “Cancer stem cells theory and Warburg effect, two sides of the same coin?”

November 20, 2014 at 17:22


Global Medical Discovery (GMD) ha recentemente catalogato e pubblicato un estratto dell’articolo, a firma di Nicola Pacini e Fabio Borziani, dal titolo “Cancer stem cells theory and Warburg effect, two sides of the same coin?”

GMD è un portale on line fondato nel 2002 che, dopo attenta valutazione dei lavori scientifici pubblicati da parte del proprio comitato, procede a certificare l’alta qualità degli articoli, pubblicandone una presentazione. Mediamente, viene recensito e certificato da GMD solo lo 0,1% dei circa 20.000 lavori settimanali pubblicati su argomenti biomedici e biotecnologici.

È con soddisfazione che condividiamo questo significativo riconoscimento, pubblicando di seguito la traduzione in italiano della presentazione dell’articolo pubblicata su GMD.

 

Uno degli aspetti maggiormente rivoluzionari ed innovativi nella biologia del processo neoplastico è rappresentato dalla scoperta e dall’isolamento di cellule staminali e dalla cosiddetta Cancer Stem Cell Theory, la quale attraverso numerose ed indipendenti ricerche sta radicalmente cambiando le concezioni ed i modelli interpretativi del processo neoplastico. In parallelo, negli ultimi anni un’altrettanto elevata massa di ricerche in vitro, in vivo ed in reperti anatomopatologici ha fornito una forte rivalutazione del legame tra cellula neoplastica e metaboloma.

L’originale paradigma che vede la cellula neoplastica contare prevalentemente sulla glicolisi, con forte produzione di lattato, indipendentemente o meno dalla pressione di ossigeno, fenomeno noto come Effetto Warburg, è stato notevolmente studiato ed in questo puzzle numerose tessere del mosaico si sono definite. Ad esempio, se storicamente lo stesso Warburg ed altri studiosi ritenevano che quale meccanismo di origine del fenomeno vi fosse l’incapacità da parte dei mitocondri di utilizzare correttamente l’ossigeno, oggi sappiamo che i mitocondri delle cellule neoplastiche hanno un altissimo consumo di ossigeno ed un'elevata attività della catena di trasporto degli elettroni. Altresì, da numerosi dati emersi appare evidente che il metaboloma, nel proprio dinamismo plastico, può influenzare moltissimi aspetti genitici ed epigenetici.

Vi è però un aspetto essenziale e ben confermato che può aprire nuove prospettive nello stretto legame tra metabolomica e stato cellulare indifferenziato: le cellule embrionali staminali totipotenti e le stesse cellule staminali adulte (ASCs), che presiedono ai processi fisiologici di self-renewing, presentano un quadro metabolico che, seppur differisca in alcune fini firme, è in maggioranza sovrapponibile al quadro metabolico delle cellule neoplastiche. Allo stesso modo, nel processo di riprogrammazione e di induzione di pluripotenza (IPSCs) si presenta una riprogrammazione metabolica: il blocco o la stimolazione di questa riprogrammazione metabolica confermano la stretta intercorrelazione tra metabolomica e staminalità.

Se ammettiamo che il processo neoplastico sia sorretto da cancer stem cells (CSCs), che nella side population presiedono al self-renewing del tessuto neoplastico, allora una questione vitale è rappresentata dall’origine delle CSCs. Se le CSCs traggono origine dalle ASCs, allora queste ultime presentano già in sé un metabolismo che richiama l'Effetto Warburg, il quale può contribuire a dare instabilità genica e specifici pattern epigenitici, non ultima una maggiore sensibilità a molti aspetti predisponenti, così che la transizione da ASC a CSCs è potenzialmente facilitata dalla propria condizione metabolica. Se invece si ammette che le CSCs traggano origine attraverso un processo di riprogrammazione somatica, allora l’acquisizione di queste caratteristiche metaboliche è condizione non acquisita e subordinata alla trasformazione neoplastica, seppur necessaria alla riprogrammazione.

Basandoci perciò su un’attenta analisi della letteratura riguardante numerose considerazioni biofisiche e termodinamiche, abbiamo elaborato un modello che prevede come l’insorgere del processo neoplastico sia legato all’alterazione sincrona del metaboloma, dei pattern epigenetici e della stabilità genica. Nel nostro modello ciascuna di queste condizioni è necessaria e cooperativa, ma non sufficiente singolarmente.

Va infine ricordato che lo stato metabolico appare importante nella regolazione dei processi di metastatizzazione e potrebbe rappresentare una forte spinta verso la transizione epitelio-mesenchimale. Recenti conferme, successive alla nostra pubblicazione, appaiono confermare questa prospettiva relativa alla transizione epitelio-mesenchimale ed in generale all’intero modello.

Si potrebbe pertanto elaborare a livello generale una nuova ed integrata concezione dell’intero processo neoplastico, che potrebbe portare inoltre ad essenziali ripercussioni terapeutiche, basandosi sui legami esistenti tra self-renewing e metaboloma, e tra metaboloma e meccanismi epigenici ed integrità genomica.

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