Breaking Bad: Come un virus che infetta il 90% della popolazione mondiale scatena il cancro

Una rappresentazione artistica raffigura il virus di Epstein-Barr, che ha infettato più del 90% della popolazione mondiale. I ricercatori hanno scoperto come il virus di Epstein-Barr (EBV) sfrutti le debolezze genomiche per causare il cancro, riducendo la capacità del corpo di sopprimerlo. Lo studio rivela che la proteina virale EBNA1 si lega a un sito fragile sul cromosoma 11 umano, innescando la rottura cromosomica e iniziando una cascata di instabilità genomica che può attivare un oncogene che causa la leucemia e inattivare un importante soppressore tumorale. Esaminando i dati di sequenziamento del genoma intero, gli scienziati hanno scoperto che i tumori cancerosi con EBV rilevabile mostravano livelli più elevati di anomalia del cromosoma 11. Crediti: Mobitec

L'ubiquito virus di Epstein-Barr mira al "DNA fragile", innescando un malfunzionamento associato a una varietà di cancri.

I ricercatori hanno scoperto come il virus di Epstein-Barr (EBV) sfrutti le debolezze genomiche umane per causare il cancro e sopprimere le difese del corpo. Lo studio mostra che la proteina virale EBNA1 si lega a un sito fragile sul cromosoma 11 umano, portando alla rottura cromosomica e all'instabilità genomica che può portare al cancro. Questa scoperta potrebbe aiutare a identificare i fattori di rischio e sviluppare strategie preventive per le malattie associate a EBV.

Il virus di Epstein-Barr (EBV) si diffonde facilmente attraverso i fluidi corporei, principalmente saliva, come baci, bevande condivise o l'uso degli stessi utensili da cucina. Non sorprende quindi che EBV sia anche tra i virus più ubiqui: più del 90% della popolazione mondiale è stata infettata, di solito durante l'infanzia.

EBV causa la mononucleosi infettiva e malattie simili, anche se spesso non ci sono sintomi. La maggior parte delle infezioni è lieve e passa, ma il virus persiste nel corpo, diventando latente o inattivo, talvolta riattivandosi. Le infezioni latenti a lungo termine sono associate a diverse condizioni infiammatorie croniche e a molteplici tumori.

In un nuovo articolo, pubblicato il 12 aprile 2023 sulla rivista Nature, i ricercatori dell'Università della California San Diego, del Centro contro il cancro Moores dell'UC San Diego e del Ludwig Cancer Research all'UC San Diego, descrivono per la prima volta come il virus sfrutti le debolezze genomiche per causare il cancro, riducendo la capacità del corpo di sopprimerlo.

Questi risultati mostrano "come un virus può indurre la rottura del cromosoma umano 11, innescando una cascata di instabilità genomica che può potenzialmente attivare un oncogene che causa la leucemia e inattivare un importante soppressore tumorale", ha detto l'autore senior dello studio Don Cleveland, PhD, Professore Distinguito di Medicina, Neuroscienze e Medicina Cellulare e Molecolare all'UC San Diego School of Medicine.

“È la prima dimostrazione di come la rottura di un sito 'DNA fragile' possa essere selettivamente indotta”.

In ciascun genoma di ogni persona ci sono siti fragili, regioni cromosomiche specifiche che producono più facilmente mutazioni, rotture o lacune durante la replicazione. Alcuni sono rari, alcuni sono comuni; tutti sono associati a disturbi e malattie, a volte condizioni ereditarie, a volte no, come molti tipi di cancro.

Nel nuovo studio, Cleveland e colleghi si concentrano su EBNA1, una proteina virale che persiste nelle cellule infettate da EBV. EBNA1 era già noto per legarsi a una specifica sequenza genomica nel genoma di EBV all'origine della replicazione. I ricercatori hanno scoperto che EBNA1 si lega anche a un cluster di sequenze simili a EBV in un sito fragile sul cromosoma 11 umano dove l'aumento dell'abbondanza della proteina provoca la rottura cromosomica.

Altre ricerche precedenti hanno dimostrato che EBNA1 inibisce p53, un gene che svolge un ruolo chiave nel controllo della divisione cellulare e della morte cellulare. Inoltre, sopprime la formazione di tumori quando è normale. Le mutazioni di p53, d'altra parte, sono legate alla crescita delle cellule cancerose.

Quando gli scienziati hanno esaminato i dati di sequenziamento del genoma intero per 2.439 tumori attraverso 38 tipi di tumori dal progetto Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes, hanno scoperto che i tumori cancerosi con EBV rilevabile mostravano livelli più elevati di anomalia del cromosoma 11, tra cui il 100% dei casi di cancro della testa e del collo.

"Per un virus ubiquo che è innocuo per la maggior parte della popolazione umana, identificare gli individui a rischio suscettibili allo sviluppo di malattie associate a infezioni latenti è ancora un'attività in corso", ha detto la prima autrice dello studio Julia Li, PhD, una ricercatrice postdottorato nel laboratorio di Cleveland.

“This discovery suggests that susceptibility to EBNA1-induced fragmentation of chromosome 11 depends on the control of EBNA1 levels produced in latent infection, as well as the genetic variability in the number of EBV-like sequences present on chromosome 11 in each individual. Going forward, this knowledge paves the way for screening risk factors for the development of EBV-associated diseases. Moreover, blocking EBNA1 from binding at this cluster of sequences on chromosome 11 can be exploited to prevent the development of EBV-associated diseases.”