Come il melanoma ha effetti a catena anche nei tessuti distanti

Un nuovo studio con il pesce zebra mostra che una forma mortale di cancro della pelle – il melanoma – altera il metabolismo dei tessuti sani in altre parti del corpo. La ricerca della Washington University di St. Louis suggerisce che questi altri tessuti potrebbero potenzialmente essere mirati per aiutare a curare il cancro.

“I tumori si basano su un costante apporto di nutrienti per crescere. Invece di competere con i tumori per i nutrienti, altri tessuti possono riprogrammare il loro metabolismo in modo che sia complementare. In alcuni casi, questo può anche consentire ai tessuti sani di nutrire il tumore”, ha detto Gary Patti, il Michael and Tana Powell Professor of Chemistry in Arts & Sciences alla Washington University e professore di chimica e medicina alla School of Medicine.

Patti è l’autore corrispondente dello studio pubblicato su Cell Metabolism.

Il cancro consuma enormi quantità di glucosio, fonte chiave di energia per le cellule del corpo. Il glucosio, corrispondente al livello di zucchero nel sangue, viene assunto attraverso il cibo e trasportato per tutto il corpo attraverso il flusso sanguigno dopo aver mangiato. I tumori assorbono attivamente il glucosio come combustibile per sostenere la loro rapida crescita.

Questo tratto è così noto che i medici lo usano regolarmente come test diagnostico per il cancro, dove ai pazienti viene somministrata una forma specifica di glucosio che può essere monitorata con una scansione PET. Ciò che è meno chiaro è come l’inclinazione di un tumore per il glucosio influenzi altri tessuti.

“I livelli di glucosio sono strettamente regolati”, ha detto Patti. “Quando i livelli di glucosio divengono troppo bassi, è pericoloso. Volevamo sapere se un tumore con un’alta avidità per il glucosio potrebbe influenzare i livelli di glucosio nel sangue.

Anche quando le persone sane vanno avanti per un lungo periodo di tempo senza mangiare, i livelli di glucosio nel sangue sono mantenuti relativamente costanti. Questo perché il glucosio può essere prodotto dal fegato quando non può essere ottenuto direttamente dal cibo.

“A quanto pare, il fegato contrasta l’impatto del tumore sintetizzando il glucosio”, ha detto Patti. “È molto simile a quello che accade durante un digiuno.”

Lavorando con zebrafish, Patti e co-autori tra cui altri ricercatori della School of Medicine hanno sviluppato un nuovo approccio per studiare l’impatto del melanoma su diversi tessuti nel corpo che utilizza una tecnologia chiamata metabolomica.

Gli scienziati hanno alimentato le versioni speciali zebrafish di nutrienti etichettati con etichette isotopiche. Queste etichette hanno permesso agli scienziati di rintracciare dove vanno i nutrienti e in quali molecole vengono scomposti. Hanno scoperto che una molecola che veniva sputata dal tumore veniva assunta dal fegato per fare glucosio.

Applicando la metabolomica ai singoli zebrafish, gli scienziati hanno osservato che i tessuti con melanoma nel corpo consumano circa 15 volte più glucosio degli altri tessuti che hanno misurato. Nonostante questo fardello, gli zebrafish sono stati in grado di mantenere i livelli di glucosio circolanti, apparentemente producendo glucosio nel fegato attraverso un processo che viene normalmente attivato quando non mangiamo.

Ma era chiaro che i tessuti sani erano influenzati in molti modi dalla presenza del melanoma.

Gli scienziati hanno esaminato i tessuti nel fegato, nell’intestino, nella pinna, nei muscoli, nel cervello, nel sangue e nell’occhio del pesce zebra. Hanno osservato la disregolazione metabolica nella maggior parte dei tessuti, indicando che il melanoma influisce ampiamente sul metabolismo di tutto il corpo.

“C’è un chiaro crosstalk metabolico tra melanoma e altri tessuti”, ha detto Patti. “La relazione metabolica tra melanoma e fegato è in parte caratterizzata da un gene chiamato BCAT1 nelle cellule tumorali. BCAT1 passa dall’essere essenzialmente spento nelle cellule della pelle sane all’essere altamente espresso nel melanoma zebrafish. Osservando il melanoma dei pazienti umani, siamo stati in grado di confermare che lo stesso modello vale per le persone.

Gran parte della precedente ricerca sul cancro si è concentrata sul metabolismo del tumore stesso.

“Il nostro lavoro dimostra che molti cambiamenti metabolici interessanti si stanno verificando anche oltre il tumore”, ha detto Patti. “Abbiamo dimostrato che, almeno in alcuni casi, questi cambiamenti metabolici nei tessuti non maligni si verificano per sostenere il tumore. Questo è interessante perché significa che potremmo essere in grado di indirizzare il metabolismo dei tessuti sani.