Una nuova visione sistemica sull'origine del cancro


    Una nuova visione sull’origine del cancro è quella proposta da Antonio Mazzocca e collaboratori dell’Università degli Studi di Bari “Aldo Moro” in un lavoro pubblicato di recente sulla rivista “Medical Hypothesis” (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306987716301578).

    Il disaccoppiamento di due sottosistemi evoluzionisticamente conservati nella cellula eucariota spinge verso la trasformazione neoplastica

    Gli autori di questo studio propongono un approccio sistemico-evoluzionistico secondo il quale, uno dei motori di spinta verso la trasformazione neoplastica, starebbe nel disaccoppiamento di due “sottosistemi”, evoluzionisticamente conservati nella cellula eucariota: la parte informazionale nucleo-citoplasmatica (l’archea ancestrale) e la parte energetica-mitocondriale (il procariote ancestrale).

    Schematizzazione generale di alcuni dei principali processi che inducono carcinogenesi e rappresentazione di come s’inserisce in tale contesto il disaccoppiamento dei due sottosistemi simbiotici ancestrali della cellula eucariota (archea e procariote) alla base del nuovo approccio sistemico-evoluzionistico.Figura 1. Schematizzazione generale di alcuni dei principali processi che inducono carcinogenesi e rappresentazione di come s’inserisce in tale contesto il disaccoppiamento dei due sottosistemi simbiotici ancestrali della cellula eucariota (archea e procariote) alla base del nuovo approccio sistemico-evoluzionistico qui proposto.

    Secondo questa visione, il danno persistente, le alterazioni tissutali e l’infiammazione cronica portano nel tempo, insieme alle modificazioni genetiche e/o epigenetiche e alle modificazioni stroma-vascolari, al disaccoppiamento archea-procariote, al de-differenziamento cellulare e alla trasformazione neoplastica.

    Questa visione non esclude che lo stesso disaccoppiamento archea-procariote possa essere causa di modificazioni genetiche della parte informazionale e bioenergetiche della parte mitocondriale. Credits: schema realizzato da Antonio Mazzocca.

     

     

    L’integrazione dei due sottosistemi è garantita dal costante apporto energetico in condizioni normali che viene a ridursi in seguito a danno d’organo

    Secondo la teoria proposta, queste due componenti o “sottosistemi” sarebbero perfettamente integrate nella cellula in condizioni normali e necessiterebbero di una determinata e costante quantità di energia per poter funzionare correttamente. Lo stato differenziato della cellula in condizioni normali sarebbe quindi garantito dal costante apporto energetico sotto forma di “pacchetti energetici”.

    Per contro, in conseguenza a un insulto prolungato o danno d’organo (come si ha, ad esempio, nell’infiammazione cronica o nella fibrosi), che comporta la riduzione di energia a livello cellulare per un ridotto apporto di ossigeno e nutrienti, i due sottosistemi andrebbero incontro a un processo graduale di disaccoppiamento.

    In altre parole, quando insulti duraturi compromettono l’organizzazione cellulare o del tessuto, la quantità di energia necessaria per mantenere il differenziamento cellulare può essere limitata e ciò può causare nel tempo il disaccoppiamento dei due sistemi con uno stato di de-differenziazione cellulare  preneoplastico o francamente neoplastico.

     

    Il processo multifasico di epatocarcinogenesi come paradigma

    Nel fegato cirrotico, che costituisce un ottimo paradigma, questo processo può essere favorito dalla ridotta disponibilità di ossigeno e di nutrienti all'organo come conseguenza di un sistema vascolare alterato e di una “barriera” fibrotica causati dalla malattia.

    A lungo andare, ciò porterebbe a un completo disaccoppiamento dei due sottosistemi con la parte informazionale (con alterazioni del DNA, ecc.) che si sgancia da quella mitocondriale (malfunzionamento energetico/metabolico), e che porterebbe alla trasformazione cellulare. Un esempio è fornito dal cancro del fegato che insorge su fegato cirrotico.

    Infatti, l’intero processo di carcinogenesi epatica offre un modello di studio che supporta questa ipotesi. Quando il cancro insorge, i due “sottosistemi pre-eucariotici” riemergerebbero diventando predominanti, come mostrato dalle alterazioni metaboliche delle cellule tumorali (prevalentemente glicolisi anaerobica e utilizzo di glutammina), e dalla loro capacità di proliferare e invadere, comportamento molto simile alle due componenti simbiotiche ancestrali (archea e procariote) della cellula eucariotica.

    È un po’ come se nella cellula tumorale prevalesse un metabolismo energetico di tipo “microbico” o “simil-procariota”.

     

    econdo la teoria proposta, nella cellula eucariota in condizioni normali i due sottosistemi simbiotici ancestrali (archea e procariote) sarebbero perfettamente integrati e necessiterebbero di una determinata (e costante) quantità di energia per poter funzionare correttamente e per poter mantenere lo status di cellula differenziata.Figura 2. Secondo la teoria proposta, nella cellula eucariota in condizioni normali i due sottosistemi simbiotici ancestrali (archea e procariote) sarebbero perfettamente integrati e necessiterebbero di una determinata (e costante) quantità di energia per poter funzionare correttamente e per poter mantenere lo status di cellula differenziata.

    In seguito a insulti prolungati al tessuto causati da agenti di varia natura, cambiamenti del microambiente, danno tissutale e infiammazione cronica (condizioni che si traducono in ridotta disponibilità energetica a livello tissutale), i due sottosistemi andrebbero incontro a disaccoppiamento della parte informazionale (archea) da quella mitocondriale (procariote).

    Si realizzerebbe cioè la de-emergenza del sistema “cellula eucariota” e la ri-emergenza del sottosistema archea e del sottosistema procariota, che diventerebbero predominanti, ciascuno con un comportamento a sé stante, non coordinato. Ciò comporterebbe la spinta verso il de-differenziamento cellulare e la trasformazione neoplastica. Immagine / Cartoon realizzato da Antonio Mazzocca.

     

    De-emergenza del sistema eucariotico e ri-emergenza dei due sottosistemi ancestralmente conservati

    Questa teoria postula, infatti, la de-emergenza del sistema “cellula eucariota” e la ri-emergenza del sottosistema archea e del sottosistema procariota, ciascuno con un comportamento a sé stante, non coordinato.
    La diminuzione del coordinamento dei due sottosistemi sarebbe causata da alterazioni e compromissioni nell'organizzazione del microambiente tissutale (infiammazione prevalentemente cronica, fibrosi, ecc.), danni al DNA nucleare e/o mitocondriale (da virus, sostanze chimiche, agenti anche di origine alimentare) che controllano vie metaboliche o la produzione di energia mitocondriale, eccetera, tutti fattori di rischio noti per favorire l’insorgenza del cancro.

     

    Teoria unificante e Nuovi Scenari

    Questa nuova teoria potrebbe colmare il gap o unificare le due teorie sull’origine del cancro oggi prevalenti: quella delle mutazioni somatiche (SMT) a carico del DNA e quella della teoria del campo dell'organizzazione tessutale (TOFT) che vede alla base un difetto della comunicazione cellulare in una società di cellule. Oltre ad aprire una nuova strada all’interpretazione della complessità della malattia tumorale, questa nuova visione segna un cambio di paradigma che potrebbe aprire scenari per nuovi approcci terapeutici.

     

    Riferimento

    A systemic evolutionary approach to cancer: Hepatocarcinogenesis as a paradigm

    http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306987716301578

    Antonio MazzoccaContatti

    Antonio Mazzocca, M.D., Ph.D.

    Dipartimento Interdisciplinare di Medicina

    Università degli Studi di Bari “Aldo Moro”

    Email: [email protected]

    Website: http://www.antoniomazzocca.com/



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