Uno studio pubblicato su Science ha sconvolto il mondo della medicina: il ruolo dei fattori ambientali e dello stile di vita nello sviluppo dei tumori viene “screditato”. Secondo gli autori sarebbe tutta colpa della sfortuna, ma sarà vero?

Parlando di patologie tumorali è noto a tutti come i fattori ambientali e lo stile di vita, possano predisporre a questo tipo di malattie. Proprio per questo motivo è sempre più importante la prevenzione di quelli che vengono definiti “comportamenti a rischio” come l’abitudine al fumo, il consumo di bevande alcoliche e l’obesità. Anche gli inquinanti chimici, presenti nell’aria, nel suolo o nell’acqua, possono favorire lo sviluppo del cancro: ne sono un drammatico esempio le storie, che sono state raccontate in questi mesi, ambientate nella terra dei fuochi e nelle aree intorno all’ILVA di Taranto.
Fecero tanto scalpore le parole del Ministro della Salute, Beatrice Lorenzin, quando ad ottobre dell’anno appena passato, rivelò come da non ben precisati studi, si evidenziava che in Campania la maggior parte dei tumori fossi dovuta al fumo, alla dieta e all’abuso di alcool piuttosto che alla situazione pietosa in cui versavano interi etteri di terreno tra Caserta e Napoli a causa dello sversamento di rifiuti tossici speciali e particolarmente tossici.

Uno studio pubblicato il 2 gennaio sulla rivista Science, edito da due professori (ndr. Christian Tomasetti e Bert Vogelstein) dell’Università Johns Hopkins di Baltimora , ha però concluso che 2 tumori su 3 sono dovuti principalmente alla “cattiva sorte”. In altre parole la causa di queste patologie sono mutazioni causali del DNA, contenuto all’interno delle nostre cellule, che colpiscono aree codificanti proteine necessarie al controllo della replicazione cellulare.
Ancora una volta quindi possiamo affermare che, secondo questo analisi, è il caso a determinare il nostro destino: se la regione danneggiata contiene del materiale genetico non utile ai fine del controllo mitotico, la cellula non “impazzirà” e non si trasformerà in tumore.

Su quali dati è basato questo studio?

Proprio perché sono state spese davvero tantissime parole a riguardo e perché spesso i giornali hanno puntato più sul “titolo d’effetto” che sul vero significato di questi risultati, ci sembra doveroso andare ad analizzare meglio il lavoro degli studiosi statunitensi, autori di quella che potrebbe sembrare, a prima vista, una svolta epocale per la medicina mondiale.
La prima constatazione che va fatta è che, alla base di questa analisi, ci sono delle particolari cellule presenti in misura differente in tutti i nostri organi: parliamo delle cellule staminali.
Nonostante non abbiano più la possibilità di differenziarsi in qualsiasi tessuto, come le tanto discusse staminali embrionali, quelle adulte conservano ancora la caratteristica di poter generare delle nuove cellule per ciascun tessuto all’interno del quale sono localizzate. Abbiamo delle staminali all’interno delle strati più profondi dell’epidermide, che generano continuamente nuove cellule che andranno ad occupare gli strati più superficiali; esistono cellule staminali nel nostro midollo osseo, che ci permettono di generare nuovi globuli rossi, neutrofili o macrofagi in tempistiche differenti per ciascuno di questi tipi cellulari; altre cellule staminali le troviamo all’interno delle cripte di Lieberkühn, per il ricambio continuo delle cellule epiteliali che fungono da rivestimento nell’intestino.

Esempio di mitosi in una cellula staminale adulta.
Esempio di mitosi in una cellula staminale adulta.

La differenza principale tra le cellule staminali adulte e le altre cellule che compongono i nostri tessuti è il fatto che le prime mancano del limite replicativo: in altre parole mentre una cellula “differenziata” dopo un determinato numero di replicazioni tende a morire (ndr. attraverso un processo definito apoptosi) o a diventare senescente, le staminali tissutali posso andare incontro a moltissimi eventi mitotici. Ciascuno di questi eventi genererà una nuova cellula specializzata, che andrà a sostituire quelle morte o danneggiate, e allo stesso tempo rigenererà la staminale attraverso un meccanismo definito “self-renewal”.

Purtroppo questa loro peculiarità rende le cellule staminali più suscettibili alla mutazioni, siano esse causali oppure causate da fattori esterni: all’aumentare dalla vita di una cellula infatti, aumenta anche la possibilità che il DNA accumuli sempre più errori. Ovviamente se la poniamo un questi termini dovremmo aspettarci un’incidenza molto più alta di patologie tumorali, visto gli insulti genotossici che ci troviamo ad affrontare ogni giorno. Per nostra fortuna moltissimi di questi errori vengono rapidamente riconosciuti e corretti da un meccanismo di controllo molecolare basato su tutta una serie di proteine ad azione enzimatica che svolgono proprio questo delicato compito. Quando i geni che codificano per questi “controllori” vengono a loro volta danneggiati da alterazioni delle basi azotate è possibile che il meccanismo di riparazione del genoma non riesca più a funzionare come dovuto e si iniziano ad accumulare mutazioni su mutazioni.

Oggi sappiamo che più del 98,5% del nostro DNA non è codificante, ovvero non ha alcuna funziona conosciuta. Per questo motivo se le alterazioni avvengono in questo junk-DNA (trd. DNA spazzatura) non si avranno ripercussioni note all’interno del funzionamento cellulare. Allo stesso modo se il caso vuole che sia colpito il restante 1,5% di DNA, quello codificante per le varie proteine che regolano le funzioni della cellula, c’è possibilità che ci siano delle ripercussioni.

Tomasetti e Vogelstein, nel loro studio, hanno evidenziato proprio questo aspetto: i tessuti dove le cellule staminali sono più attive, accumulano più mutazioni che in ultima analisi predispongono allo sviluppo del cancro. Lo sviluppo della patologia è dettato puramente dal caso perché non esiste una preferenza affinché il danno possa avvenire in un punto piuttosto che in un altro. Allo stesso modo però sottolineano che:

“Esistono dei fattori esterni non causali, universalmente riconosciuti, che rappresentano un aumento del rischio per lo sviluppo delle patologie tumorali: il fumo, l’uso di alcol, i raggi ultravioletti o il papilloma virus umano (HPV)” – Variation in cancer risk among tissues can be explained by the number of stem cell divisions. Science, 2 Jan 2015.

Allo stesso tempo concordano sul fatto che dal 5 al 10% delle patologie tumorali umane hanno una base geneticamente rilevabile: tra queste troviamo la poliposi adenomatosa familiare (FAP) e il cancro colonrettale familiare non poliposico (HNPCC). Entrambe queste patologie sono infatti correlata alla perdita di funzione (ndr. dovuta sempre a mutazioni di specifiche regioni del genoma) di proteine con azione oncosoppressiva, come APC, MSH2 e MLH1.

Qual’è il risultato finale dell’analisi pubblicata?

Considerando il fatto che le replicazione delle staminali le predispone all’accumulo di mutazioni e quindi alla trasformazione maligna, i due studiosi hanno stilato un diagramma che permette di calcolare, per ciascun tessuto, la probabilità che si sviluppi un tumore tenendo conto degli eventi mitotici staminali.

Valutazione del rischio di trasformazione maligna di un determinato tessuto a seconda degli eventi mitotici totali delle staminali coinvolte.
Valutazione del rischio di trasformazione maligna di un determinato tessuto a seconda degli eventi mitotici totali delle staminali coinvolte.

Si evidenza che all’aumentare del numero totale delle divisioni nelle cellule staminali di un tessuto, aumenterà anche il rischio di sviluppare patologie tumorali di quel distretto. Il cancro dell’intestino tenue è circa 100 volte meno frequente rispetto al cancro del colonretto (non FAP) perché le cellule staminali che troviamo nel piccolo intestino si riproducono in media 100 volte di meno.
Allo stesso modo nella tabella sono anche presenti dei co-fattori, identificabili come stile di vita o influenze ambientali, che fanno variare le probabilità verso un sostanziale aumento del rischio: il cancro del polmone, nei fumatori, si presenta con una probabilità 80 volte maggiore rispetto a coloro che non fanno uso di tabacco.

Alla luce di questi fattori crediamo sia giusto precisare come, anche in questo lavoro, non vengono esclusi i fattori di rischio già universalmente riconosciuti e consolidati; semplicemente al calcolo del rischio globale potrebbero aggiungersi anche altre variabili, come appunto il numero di divisioni delle cellule staminali di quel determinato organo.
Ed è stato proprio questo l’ultimo step seguito da Tomasetti e Vogelstein prima di concludere questa loro analisi: dividere i 31 tipi di cancro presi in esame in due gruppi a seconda di quali fattori fossero più importanti nella trasformazione maligna delle cellule.
Nell’istogramma riportato in basso in verde sono rappresentati i tipi di tumori (ndr. con le relative percentuali) la cui genesi è da attribuire in larga parte alle mutazioni raccolte durante la replicazione delle cellule staminali, mentre in blu sono riportati le neoformazioni maligne il cui sviluppo è correlato a fattori genetici o ambientali.

Classificazione dei 31 tumori presi in considerazione a secondo che la causa scatenante la trasformazione sia principalmente replicativa (barre verdi) o ambientale e genetica (barre blu).
Classificazione dei 31 tumori presi in considerazione a secondo che la causa scatenante la trasformazione sia principalmente replicativa (barre verdi) o ambientale e genetica (barre blu).

Quali sono i limiti di questo studio?

Uno dei più grandi limiti di questa analisi è sicuramente il fatto di non aver preso in considerazione quelle che sono le due patologie tumorali più diffuse nei due sessi: il cancro della mammella e quello della prostata.
Volgelstein sul Guardian, difende a spada tratta la sua “scoperta”:

Tutti i tumori sono causati da una combinazione di sfortuna, ambiente e genetica. Noi abbiamo creato un modello che può aiutare a quantificare l’incidenza di questi tre fattori nello sviluppo del cancro. Questo studio dimostra che molte forme di cancro sono dovute in gran parte alla sfortuna di subire una mutazione in un gene che causa il cancro indipendentemente da fattori di stile di vita e di ereditarietà. Il modo migliore per sradicare questi tumori sarà attraverso la diagnosi precoce” – Bert Vogelstein

Fonte | Articolo originale pubblicato su Science (in inglese)