I resti della divisione cellulare potrebbero essere responsabili della diffusione del cancro

7 ottobre 2023

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a cura di Chris Barncard, University of Wisconsin-Madison

In passato si pensava che il midbody, una piccola bolla di materia cellulare, fosse il cestino dell'organulo cellulare, ma in realtà contiene materiale genetico funzionante in grado di modificare il destino delle altre cellule, incluso trasformarle in cellule tumorali. È una sorpresa per molte persone, secondo Ahna Skop, professore di genetica presso l'Università del Wisconsin–Madison, scoprire che quando una cellula si divide in due, durante il processo chiamato mitosi, il risultato non è soltanto l'ottenimento di due cellule figlie.

"Una cellula si divide in tre cose: due cellule e un midbody, un nuovo organulo di segnalazione," afferma Skop. "Ciò che ci ha sorpreso è che il midbody è pieno di informazioni genetiche, RNA, che ha poco a che fare con la divisione cellulare, ma che probabilmente funziona nella comunicazione cellulare."

In uno studio pubblicato oggi sulla rivista Developmental Cell, il laboratorio di Skop e i collaboratori dell'Istituto Pasteur di Parigi, della Harvard Medical School, della Boston University e dell'Università dello Utah hanno analizzato i contenuti dei midbody, che si formano tra le cellule figlie durante la divisione, e hanno seguito le interazioni dei resti del midbody rilasciati dopo la divisione cellulare. I loro risultati indicano il midbody come un veicolo per la diffusione del cancro in tutto il corpo.

"Le persone pensavano che il midbody fosse un luogo in cui le cose morissero o venissero riciclate dopo la divisione cellulare", afferma Skop. "Ma quello che è spazzatura per una persona può essere un tesoro per un'altra. Un midbody è un piccolo pacchetto di informazioni che le cellule utilizzano per comunicare."

Il coinvolgimento del midbody nella segnalazione cellulare e nella stimolazione della proliferazione cellulare è stato indagato in precedenza, ma Skop e i suoi collaboratori volevano osservare all'interno dei resti del midbody per saperne di più.

Ciò che i ricercatori hanno scoperto all'interno dei midbody era RNA, che è una sorta di copia funzionante del DNA utilizzata per produrre le proteine che fanno accadere le cose nelle cellule, e il macchinario cellulare necessario per trasformare quell'RNA in proteine. L'RNA nei midbody tende ad essere un modello non del processo di divisione cellulare, ma delle proteine coinvolte in attività che guidano lo scopo di una cellula, tra cui la pluripotenza (la capacità di svilupparsi in qualsiasi tipo di cellula presente nel corpo) e l'oncogenesi (la formazione di tumori cancerosi).

"Un resto di midbody è molto piccolo. Misura un micron, un milionesimo di metro," afferma Skop. "Ma è come un piccolo modulo lunare. Contiene tutto ciò di cui ha bisogno per sostenere le informazioni funzionanti dalla cellula che si sta dividendo. E può allontanarsi dal sito di mitosi, entrare nel tuo flusso sanguigno e atterrare su un'altra cellula lontana."

Molti resti di midbody vengono riassorbiti da una delle cellule figlie che li ha eliminati, ma quelli che atterrano su una superficie distante, come un modulo lunare, potrebbero invece essere assorbiti da una terza cellula. Se quella cellula inghiotte il midbody, potrebbe erroneamente iniziare a utilizzare l'RNA contenuto come se fosse un proprio modello.

Ricerche precedenti hanno dimostrato che le cellule tumorali hanno più probabilità delle cellule staminali di avere ingerito un midbody e il suo carico potenzialmente alterante il destino. Le cellule staminali, che danno origine a nuove cellule e sono preziose per la loro pluripotenza, espellono molti midbody, forse per mantenere la loro pluripotenza.

Sarebbe possibile, in futuro, sfruttare il potere dell'RNA dei midbody per somministrare farmaci alle cellule tumorali o per impedire loro di dividersi.

"Crediamo che le nostre scoperte rappresentino un enorme obiettivo per la rilevazione del cancro e le terapie," afferma Skop, il cui lavoro è supportato dai National Institutes of Health.

I ricercatori hanno identificato un gene chiamato Arc, fondamentale per caricare il midbody e i suoi resti con l'RNA. Preso molto tempo fa da un antico virus, Arc svolge anche un ruolo nel modo in cui le cellule cerebrali memorizzano le informazioni.

"La perdita di Arc porta alla perdita di RNA nel midbody e alla mancanza delle informazioni dell'RNA nelle cellule recipienti," afferma Skop. "Crediamo che questo gene della memoria sia importante per tutte le cellule per comunicare le informazioni dell'RNA."

Sungjin Park, uno scienziato senior nel laboratorio di Skop, è il primo autore del nuovo studio. Skop e i collaboratori hanno anche un brevetto in sospeso per due nuovi metodi che facilitano l'isolamento delle strutture del midbody dal mezzo di coltura cellulare o dal siero del sangue, migliorando la diagnosi del cancro.

Journal information: Developmental Cell

Provided by University of Wisconsin-Madison