Streptomyces bottropensis per una possibile cura contro il melanoma

Il melanoma è un tumore che prende origine dai melanociti, cellule presenti nello strato superficiale della pelle (epidermide) e in altri tessuti corporei. Quello della pelle (detto melanoma cutaneo) è il melanoma più comune, ma il tumore si può manifestare anche in altre sedi dove sono presenti i melanociti, quali, ad esempio, l’occhio (melanoma intraoculare) e le mucose (melanoma mucosale). Colpisce ogni anno settemila Italiani e rappresenta una patologia molto diffusa anche nel resto del pianeta.

Un team di ricercatori della Oregon State University ha individuato un batterio che sembrerebbe in grado di indurre la morte nelle cellule del melanoma. Si tratta di Streptomyces bottropensis (phylum Actinobacteria), microrganismo Gram-positivo aerobio che forma un micelio vegetativo molto ramificato e spesso pigmentato. Gli Actinobacteria si trovano soprattutto nel suolo dove utilizzano diversi substrati organici come fonte di energia.

Lo studio

L’equipe di studiosi, composta da Sandra Loesgen, assistente professoressa di chimica, Terence Bradshaw, studioso del College of Science dell’OSU, Birte Plitzko, borsista post dottorato, ed Elizabeth Kaweesa, neolaureata, ha scoperto che la mensacarcina, prodotta da S. bottropensis, attacca selettivamente i mitocondri (figura 1) delle cellule del melanoma, strutturalmente e funzionalmente differenti dai mitocondri delle cellule non cancerose.

 

Figura 1: Mitocondrio, immagine a colori al microscopio elettronico a trasmissione (TEM).

La mensacarcina è un metabolita secondario, una molecola complessa altamente ossidata e stereogenica, che presenta potenti proprietà citostatiche, ovvero di inibizione del metabolismo e della moltiplicazione cellulare. Secondo quanto affermato dai ricercatori, può essere ottenuta in grandi quantità dal suo organismo produttore.

“La mensacarcina ha una potente attività antitumorale, con selettività contro le cellule di melanoma. Ha mostrato potenti effetti anti-proliferativi in ​​tutte le linee di cellule tumorali testate nel pannello di linee cellulari del Cancer Institute degli Stati Uniti e l’inibizione della crescita cellulare è accompagnata da una rapida progressione nella morte cellulare in un piccolo numero di linee cellulari, come le cellule di melanoma”, ha spiegato Sandra Loesgen.

Per verificare gli effetti sul melanoma, a livello subcellulare, la squadra di ricercatori ha sintetizzato una sonda fluorescente con la mensacarcina. “La sonda è stata localizzata nei mitocondri entro venti minuti dal trattamento – ha affermato la ricercatrice – e la localizzazione, insieme agli effetti metabolici insoliti della mensacarcina nelle cellule di melanoma, forniscono la prova che la molecola colpisce i mitocondri”.

I risultati

La mensacarcina altera le vie mitocondriali. L’analisi del flusso bioenergetico delle cellule vive ha mostrato che la produzione di energia e la funzione mitocondriale sono velocemente alterate dal metabolita. “La sua modalità di azione unica suggerisce che la sonda potrebbe essere utile per l’esame del metabolismo energetico”, ha sottolineato la responsabile del progetto. Esperimenti successivi hanno rivelato che la sostanza altera rapidamente le vie mitocondriali, con conseguente disfunzione dei mitocondri stessi.

Da quanto emerso, l’alterazione di cui sopra sembrerebbe attivare i percorsi verso l’apoptosi, ovvero la morte cellulare programmata. Ma come? Valutando le caratteristiche morfologiche e biochimiche, gli scienziati hanno dimostrato che la molecola attiva le vie apoptotiche caspasi-3/7-dipendenti inducendo, quindi, la morte cellulare nelle cellule di melanoma. Come ha illustrato la Dott.ssa Loesgen, “la citometria a flusso identificava una vasta popolazione di cellule di melanoma apoptotico e l’elettroforesi a cellula singola indicava che la mensacarcina causa instabilità genetica, un segno distintivo dell’apoptosi precoce”. Data la modalità di azione unica il metabolita in questione rappresenta un elemento importante per lo sviluppo di nuovi farmaci antitumorali.

 

 

Angela Chimienti

 

 

Fonti (contenuti e immagini):

  • Plitzko B1, Kaweesa EN1, Loesgen S2, The natural product mensacarcin induces mitochondrial toxicity and apoptosis in melanoma cells, J Biol Chem.2017 Dec 22;292(51):21102-21116. doi: 10.1074/jbc.M116.774836. Epub 2017 Oct 26.
  • http://www.airc.it/cancro/tumori/melanoma-non-cutaneo/
  • https://www.fondazioneveronesi.it/magazine/tools-della-salute/glossario-delle-malattie/melanoma
  • https://www.garzantilinguistica.it/ricerca/?q=citostatico
  • https://www.medimagazine.it/un-batterio-produce-molecole-che-inducono-la-morte-nelle-cellule-di-melanoma/
  • http://notizie.tiscali.it/scienza/articoli/batterio-uccide-melanoma/
  • https://i.pinimg.com/originals/4b/55/62/4b556265b8e51be7dfa360ba430e7e3c.jpg
  • https://it.wikipedia.org/wiki/Streptomyces#/media/File:Streptomyces_sp_01.png Image credit: CDC/Dr. David Berd (PHIL #2983), 1972. (immagine in evidenza)

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