Dna e radiazioni, lo studio dell'Università di Trento sul processo di rottura che apre nuove prospettive nella cura dei tumori

TRENTO. Un primo passo verso possibili sviluppi in ambito medico, nella pratica terapeutica, preventiva e radioterapica nella cura dei tumori: alcuni ricercatori del Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento, hanno svelato il nesso fra l’impatto della radiazione sul Dna e il tempo in cui la molecola danneggiata si spezza in modo irreversibile. “Più aumenta la distanza tra le zone danneggiate del Dna, più a lungo la struttura resta unita - chiariscono gli studiosi -. Di conseguenza aumenta il tempo a disposizione della cellula per ripararla”.

A occhio nudo non si riescono a vedere, ma più spesso di quanto si possa immaginare siamo esposti a radiazioni ionizzanti: quando prendiamo il sole (che emette raggi UV) oppure quando ci sottoponiamo a esami diagnostici con i raggi X (per una radiografia). O ancora se ci troviamo a bordo di un aeroplano di linea intercontinentale, che raggiunge i 10mila metri di quota. Questo tipo di radiazioni è potenzialmente pericoloso per il Dna perché lo può danneggiare, romperne la struttura o modificarla, fino a provocare un tumore.

A capire cosa accade quando il Dna viene colpito da radiazioni è stato il gruppo di studiosi formato da Manuel Micheloni, Lorenzo Petrolli, Gianluca Lattanzi, e guidato dal docente Raffaello Potestio del Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento. Questo, apre la prospettiva, a lungo termine, di lavorare su nuove e sempre più precise tecniche di intervento con la radioterapia. I ricercatori sono riusciti a calcolare il tempo medio tra l’irraggiamento e la rottura del filamento e il professor Potestio spiega come “il duplice e complementare scopo di questi studi, è da un lato comprendere i meccanismi che portano ai danni cellulari per prevenirli o limitarli, e dall’altro trovare il modo migliore per creare il maggior danno possibile”.

“Il contesto della radioterapia – continua il docente – porta con sé tutta una serie di questioni più profonde che riguardano, ad esempio, la precisa localizzazione della radiazione depositata nei tessuti tumorali, in modo da evitare che i raggi colpiscano cellule sane che a loro volta potrebbero ‘impazzire’. Meglio capiremo ciò che succede a seguito dell’irraggiamento e della rottura del Dna, tanti più modi avremo per poter sviluppare altre tecniche di intervento e moderare gli effetti collaterali” ribadisce Lorenzo Potestio.

I ricercatori sono partiti dalla creazione di una sorta di ‘videogame’ al computer, creando una sequenza di Dna a doppio filamento. Dopo che questa è stata colpita dalla radiazione, ne hanno osservato il comportamento. “Uno degli effetti più pericolosi – spiegano gli studiosi - è la rottura del Dna conosciuta come double-strand break (DSB) ovvero l’interruzione della continuità strutturale e chimica dello scheletro del Dna nei due filamenti complementari”. Questo tipo di lesioni può scatenare conseguenze dannose a livello cellulare e, gli studiosi, hanno capito che la rottura non avviene subito e il tempo che impiega la catena a separarsi cresce in modo esponenziale con la distanza tra i tagli nel Dna. “Questa informazione è cruciale – sottolinea il docente – perché verosimilmente, impatta sull’efficacia dei processi di riparo del Dna”.

La cellula possiede un complesso sistema enzimatico di controllo e “manutenzione” del Dna, che si innesca quando riceve segnali di lesione. Questo meccanismo, tuttavia, non scatta immediatamente dopo il danno, e un ritardo in questa operazione può ripercuotersi sul normale funzionamento della cellula stessa. La modifica della sequenza può non essere impattante se avviene tramite una o più mutazioni sinonime, che danno luogo alla sintesi della stessa proteina. Se però si verificano modifiche sostanziali nella sequenza di Dna o errori nella procedura di riparo, nella migliore delle ipotesi la cellula si suicida (tecnicamente “va in apoptosi”), perché si rende conto che la sequenza è errata o danneggiata in maniera irreparabile. Nella peggiore delle ipotesi, invece, la cellula ricostituisce l’integrità della catena di Dna ma accumulando mutazioni o alterazioni della sequenza nucleotidica che potrebbero dare luogo a un comportamento disfunzionale, che produce modifiche genetiche, mutazioni cromosomiche o l’insorgenza di tumore.