Uno studio multicentrico internazionale coordinato dall’Università di Trieste ha chiarito, per la prima volta, alcuni dettagli del meccanismo molecolare di azione del farmaco 5-azacitidina nelle cellule del carcinoma epatico (o carcinoma epatocellulare, HCC), un tumore primitivo del fegato ancora caratterizzato da limitate possibilità di cura e da una mortalità a 5 anni molto elevata.
Lo studio sui meccanismi d’azione della 5-azacitidina in cellule di carcinoma epatico è stato condotto in collaborazione tra l’Università di Trieste (in particolare, dai gruppi del prof. Gabriele Grassi afferente al Dipartimento di Scienze della Vita e del prof. Mario Grassi del Dipartimento di Ingegneria e Architettura) e gruppi di ricerca nazionali (Università Federico II di Napoli, Università di Pavia, CRO di Aviano, Università di Padova) e internazionali (Institute of Oncology Ljubljana, Slovenia; International Clinical Research Center of St Anne’s University Hospital, Brno, Repubblica Ceca; University of Science, Ho Chi Minh city, Vietnam; X University, Toronto, Canada).
«A oggi», ha sottolineato il prof. Gabriele Grassi docente di Biochimica clinica dell’Università degli Studi di Trieste, coordinatore dello studio, «non esiste un trattamento farmacologico sufficientemente efficace per contrastare il carcinoma epatico in fase avanzata. Per questa ragione, la comunità scientifica è attivamente alla ricerca di nuove strategie terapeutiche. La 5-azacitidina o suoi derivati, in futuro, potrebbero essere una di queste e offrire nuove speranze ai pazienti».
La 5-azacitidina è un farmaco “demetilante”, ossia in grado di ridurre la quantità di particolari gruppi chimici aggiunti alla sequenza di base del DNA dalle cellule stesse, a scopo regolatorio: un processo noto come metilazione del DNA. In molte cellule tumorali, la metilazione del DNA avviene in modo anomalo e ciò permette alle cellule di acquisire una maggiore capacità di moltiplicarsi e muoversi nei tessuti sani, colonizzandoli con nuovi foci tumorali o metastasi.
Negli Stati Uniti, dal 2004, la 5-azacitidina è autorizzata dalla Food and Drug Administration (FDA) per il trattamento delle sindromi mielodisplasiche: un gruppo di malattie del sangue che possono evolvere in senso tumorale, determinando l’insorgenza di leucemia mieloide acuta. La 5-azacitidina è in uso anche in Europa e in Italia per il trattamento delle sindromi mielodisplasiche e di alcune forme di leucemia mieloide acuta. In relazione alla sua attività demetilante, la 5-azacitidina o suoi derivati potrebbero rappresentare una nuova terapia per le forme avanzate di HCC.
«Nel complesso, i nostri dati contribuiscono a porre solide basi per futuri studi sull’utilizzo della 5-azacitidina o di suoi derivati nel carcinoma epatico» ha sottolineato il prof. Grassi. «I risultati ottenuti «sono il frutto dell’integrazione di competenze in ambiti diversificati: dalla biochimica, alla medicina, alla farmaceutica e all’ingegneria, a dimostrazione del fatto che soltanto un alto grado di multidisciplinarietà può portare al miglioramento delle conoscenze e, potenzialmente, all’evoluzione della pratica clinica in un settore complesso e, spesso, ancora caratterizzato da un elevato unmet medical need, come quello della cura dei tumori».
I risultati dello studio
In particolare, nello studio pubblicato su Cancers è stato dimostrato, in diversi modelli cellulari e animali, che la 5-azacitidina è in grado di riattivare l’espressione di un particolare microRNA con funzioni regolatorie, il miR-139-5p, che a sua volta inibisce la via biochimica pro-proliferativa che coinvolge ROCK2/ciclinaD1/E2F1/ciclinaB1 e quella pro-migratoria di ROCK2/MMP-2: due sistemi di trasduzione dei segnali all’interno delle cellule che ne supportano la moltiplicazione incontrollata e la capacità di spostarsi, determinando l’insorgenza di nuovi tumori in zone diverse del fegato o di metastasi in altri organi. Complessivamente, l’azione della 5-azacitidina si traduce in una importante riduzione della crescita e della migrazione delle cellule tumorali.
Per avere un’idea più precisa del potenziale terapeutico della 5-azacitidina, i ricercatori hanno sviluppato un algoritmo matematico per descrivere/predire l’effetto del farmaco sulla crescita del tumore in vivo (ossia, in modelli animali e potenzialmente nell’uomo). Infine, è stato dimostrato che la 5-azacitidina contrasta anche la neo-angiogenesi tumorale, ossia l’induzione della formazione di nuovi vasi sanguigni da parte del tumore, finalizzata a supportare la sua stessa crescita. Questo aspetto è molto interessante nel contesto di un approccio terapeutico per un tumore altamente vascolarizzato come l’HCC.
Il tumore del fegato[1]
Il tumore primitivo del fegato (detto epatocarcinoma o carcinoma epatocellulare, in quanto colpisce gli epatociti) si posiziona al 7° posto tra le diagnosi di tumore a livello globale ed è caratterizzato da un’elevata mortalità a causa della mancanza di terapie efficaci per contrastarlo, soprattutto nelle fasi avanzate.
Attualmente, l’epatocarcinoma si posiziona al 2° posto tra le cause di morte correlate a tumori ed è caratterizzato da un tasso netto di sopravvivenza a 5 anni dalla diagnosi basso, dell’ordine del 20% circa.
In base ai dati dell’Associazione Italiana Registri Tumori (AIRTUM) relativi al 2020, in Italia, vengono diagnosticati in un anno circa 9.000 tumori primitivi del fegato negli uomini e 4.000 nelle donne (rapporto uomo:donna circa 2:1), mentre il numero di decessi annuale è circa 7.800 (5.400 negli uomini e 2.400 nelle donne). L’incidenza dell’epatocarcinoma tende a crescere con l’età, aumentando soprattutto dopo i 50 anni.
Oltre il 70% dei casi di tumori primitivi del fegato è riconducibile a epatiti virali croniche, in particolare determinate dall’infezione dai virus dell’epatite C (HCV) o dell’epatite B (HBV) e dall’abuso di bevande alcoliche per periodi prolungati e conseguente sviluppo di cirrosi epatica. Altri fattori di rischio noti sono l’esposizione ad aflatossine (tossine prodotte da alcune muffe che possono contaminare le derrate alimentari), l’obesità (specie se associata a diabete), la steatoepatite non alcolica (il cosiddetto “fegato grasso” o NAFLD, Non Alcoholic Fatty Liver Disease) e il fumo di sigaretta.
Il tumore primitivo del fegato è un tumore subdolo, che tende a non dare sintomi nelle fasi iniziali, impedendo di intervenire precocemente.
Quando la malattia evolve, iniziano a manifestarsi i tipici sintomi di sofferenza del fegato, come dolore nella parte superiore dell’addome, che si può irradiare a schiena e spalle, gonfiore addominale (ascite), riduzione dell’appetito e sensazione di sazietà, perdita di peso involontaria, nausea e vomito, stanchezza, ittero (colorazione giallastra della pelle e della parte bianca degli occhi), eliminazione di urine scure e febbre. Dal momento che questi segni e sintomi sono comuni a molte malattie del fegato, per arrivare alla diagnosi è necessario sottoporsi a esami di laboratorio e strumentali mirati.
Le principali terapie oggi disponibili per trattare il tumore primitivo del fegato in fase iniziale comprendono: chirurgia (per le forme localizzate operabili), termoablazione, chemioembolizzazione (TACE), radioembolizzazione (TARE o SIRT) e trapianto di fegato. Per le forme più avanzate esistono diversi farmaci (chemioterapici, inibitori delle multi-chinasi e immunoterapici) in grado di alleviare i sintomi, migliorare la qualità di vita e prolungare la sopravvivenza, ma in modo limitato.
Le premesse della ricerca
Lo studio coordinato dall’Università di Trieste è partito da alcune considerazioni preliminari relative all’influenza sulla carcinogenesi delle modificazioni epigenetiche e, in particolare, della metilazione del DNA.
La metilazione del DNA consiste nell’aggiunta di un gruppo metile (-CH3) ai residui di citosina (uno dei quattro tipi di nucleotidi di cui è composta la doppia elica e che costituiscono l’alfabeto con cui è scritto il codice genetico) che si trovano in particolari sequenze e contribuiscono a regolare l’espressione genica e molte funzioni delle cellule.
Innanzitutto, è noto che la metilazione del DNA gioca un ruolo chiave sia nella trascrizione genica (produzione di RNA messaggero – mRNA – e quindi di proteine) sia nella possibilità delle cellule di moltiplicarsi (replicazione cellulare). Diversi tipi di modificazione epigenetica sono risultati coinvolti nei meccanismi che portano alla formazione di vari tipi di tumore, compreso l’epatocarcinoma, e un aumento delle alterazioni della metilazione del DNA sono state riscontrate nelle cellule del fegato passando da condizioni di cirrosi (stato pre-canceroso) a lesioni tumorali vere e proprie.
Un secondo elemento chiave nella formazione di alcuni tumori è risultato essere il miR-139-5p: un microRNA a doppia elica, che svolge un ruolo regolatorio. Nelle cellule di epatocarcinoma, i livelli di miR-139-5p sono risultati inferiori a quelli presenti negli epatociti sani e associati allo stadio e al grado di evoluzione della malattia; inoltre, minori livelli di miR-139-5p sono stati riscontrati in pazienti con prognosi peggiori. Correlazioni analoghe sono state verificate anche in cellule di tumore della vescica, del colon, del polmone, del seno, dell’ovaio e di alcuni tumori del sangue.
Un altro aspetto importante è che il miR-139-5p regola una via di trasduzione dei segnali cellulari che coinvolge la proteina ROCK2, il cui aumento negli epatociti correla con una peggiore prognosi dei pazienti con tumore primitivo del fegato. ROCK2 è implicata anche nell’incremento dei livelli della ciclina D1 (una proteina che regola la moltiplicazione delle cellule) e delle metalloproteinasi della matrice MMP-2 (che degradano il collagene in cui sono immerse le cellule e facilitano il loro spostamento in diversi punti del fegato).
Lo studio ha dimostrato che 5-azacitidina, eliminando l’eccesso di metilazione del DNA nelle cellule di epatocarcinoma, fa aumentare i livelli di miR-139-5p, che inibisce le vie di regolazione in cui è coinvolta ROCK2, con l’effetto finale di bloccare la moltiplicazione e la migrazione delle cellule tumorali, in vitro e in modelli animali.
[1] *Fonti:
- Associazione Italiana Ricerca sul Cancro (AIRC). Tumore del fegato (https://www.airc.it/cancro/informazioni-tumori/guida-ai-tumori/tumore-del-fegato). Ultimo accesso Aprile 2022
- Associazione Italiana Registri Tumori. I numeri del cancro in Italia 2020 (https://www.registri-tumori.it/cms/sites/default/files/pubblicazioni/new_NDC2020-operatori-web.pdf). Ultimo accesso Aprile 2022
