Uno studio innovativo ha mostrato che le mutazioni del DNA mitocondriale sono indicatori chiave della probabilità di un paziente oncologico di rispondere all’immunoterapia, rivoluzionando gli approcci al trattamento del cancro.
Mutazioni del DNA mitocondriale: ecco perché l’immunoterapia è più efficace
Il DNA, o acido desossiribonucleico, è una molecola composta da due lunghi filamenti di nucleotidi che si avvolgono l’uno attorno all’altro per formare una doppia elica. È il materiale ereditario negli esseri umani e in quasi tutti gli altri organismi che trasporta le istruzioni genetiche per lo sviluppo, il funzionamento, la crescita e la riproduzione.
Quasi ogni cellula del corpo di una persona ha lo stesso DNA. La maggior parte del DNA si trova nel nucleo della cellula (dove viene chiamato DNA nucleare), ma una piccola quantità di DNA si può trovare anche nei mitocondri (dove viene chiamato DNA mitocondriale o mtDNA).
Una squadra di ricercatori del Cancer Research UK ha fatto una scoperta insolita che potrebbe aiutare a identificare i pazienti che hanno una probabilità fino a due volte e mezzo maggiore di rispondere ai farmaci antitumorali attualmente disponibili.
Gli scienziati del Cancer Research UK Scotland Institute e del Memorial Sloan Kettering Cancer Center negli Stati Uniti hanno “ricablato” il DNA mitocondriale. I mitocobdri sono fabbriche di energia presenti in ogni cellula vivente. Gli scienziati hanno scoperto che la creazione di mutazioni in parti di questo DNA determina quanto bene il cancro risponderà all’immunoterapia, un trattamento che sfrutta le difese naturali del corpo per attaccare le cellule cancerogene.
Questa scoperta apre nuovi modi per identificare i pazienti che potrebbero trarre maggiori benefici dall’immunoterapia testando le mutazioni del DNA mitocondriale. La metà di tutti i tumori presenta mutazioni del DNA mitocondriale (mtDNA) e questa intuizione mostra per la prima volta che tali mutazioni potrebbero essere sfruttate per migliorare il trattamento dei tumori.
In futuro, la combinazione di trattamenti che imitano l’effetto di queste mutazioni con l’immunoterapia potrebbe aumentare le possibilità di successo del trattamento per più tipi di neoplasie.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Nature Cancer. Gli scienziati hanno dimostrato per la prima volta un legame diretto tra le mutazioni del DNA mitocondriale (mtDNA) e la risposta al trattamento del cancro. Sorprendentemente, hanno rivelato che i tumori con alti livelli di mutazioni del mtDNA hanno una probabilità fino a due volte e mezza maggiore di rispondere al trattamento con un farmaco immunoterapico chiamato nivolumab.
Nivolumab agisce rilasciando un “freno” sul sistema immunitario per attaccare le cellule tumorali. Attualmente è usato per trattare diversi tipi di cancro, tra cui il melanoma, il cancro ai polmoni, il cancro al fegato e il cancro all’intestino. Gli scienziati ritengono che in futuro si potrebbero eseguire test di routine per individuare le mutazioni del DNA mitocondriale, consentendo ai medici di capire quali pazienti trarranno maggiori benefici dall’immunoterapia prima di iniziare il trattamento.
Gli studiosi sostengono inoltre che imitare gli effetti delle mutazioni del DNA mitocondriale potrebbe rendere i tumori resistenti al trattamento sensibili all’immunoterapia, consentendo a migliaia di altri malati di cancro di beneficiare di questo trattamento pionieristico.
La tecnologia alla base della scoperta è ora oggetto di brevetti depositati da Cancer Research Horizons, il braccio innovativo di Cancer Research U e aiuterà a portare la tecnologia sul mercato per consentire lo sviluppo di nuovi trattamenti che interrompono le fonti energetiche utilizzate dal cancro per diffondersi e crescere. Ad oggi, Cancer Research Horizons ha immesso sul mercato 11 nuovi farmaci antitumorali, che sono stati utilizzati in oltre sei milioni di cicli di trattamento del cancro in tutto il mondo.
Il leader del gruppo presso il Cancer Research UK Scotland Institute e l’Università di Glasgow e co-autore principale dello studio, il dottor Payam Gammage, ha dichiarato: “Il cancro è una malattia del nostro stesso corpo. Poiché le cellule tumorali possono sembrare simili alle cellule sane all’esterno, far sì che il nostro sistema immunitario riconosca e distrugga le cellule tumorali è un compito complicato”.
“Più della metà dei tumori presenta mutazioni nel DNA mitocondriale. Ma quando abbiamo progettato queste mutazioni in laboratorio, abbiamo scoperto che i tumori che hanno il DNA mitocondriale più mutato sono molto più sensibili all’immunoterapia“.
“Grazie a questa ricerca, ora disponiamo di un potente strumento che ci offre un approccio completamente nuovo per fermare il cancro sul nascere”.
L’assistente oncologo computazionale presso il Memorial Sloan Kettering Cancer Center e co-autore principale dello studio, il dottor Ed Reznik, ha dichiarato: “Il DNA mitocondriale è stato un enigma per decenni. Ogni cellula ha migliaia di copie e fino ad ora è stato molto impegnativo progettare mutazioni in modo coerente per studiare come le mutazioni del mtDNA influenzano il cancro”.
“Per la prima volta, possiamo vedere esattamente cosa fanno le mutazioni del DNA mitocondriale quando le creiamo in laboratorio. Ma ciò che ci ha colto di sorpresa è la misura in cui sono colpite le cellule attorno al tumore, cosa che possiamo sfruttare per rendere il tumore vulnerabile al trattamento”.
“Questa ricerca apre un mondo intero in cui possiamo ricablare le fonti energetiche dei tumori e potenzialmente cortocircuitarle per sconfiggere il cancro prima”.
Il direttore esecutivo della ricerca e dell’innovazione presso Cancer Research UK e CEO di Cancer Research Horizons, il dottor Iain Foulkes, ha dichiarato: “Dopo anni di scrupolose ricerche di laboratorio finanziate da Cancer Research UK, abbiamo identificato un punto debole vitale nel cancro. Le mutazioni del DNA mitocondriale sono una parte comune del cancro e questa straordinaria scoperta ha un potenziale illimitato”.
“I trattamenti che sfruttano i mitocondri sovraccarichi nel cancro sono ora possibili. Ora abbiamo bisogno di studi clinici per vedere quali combinazioni funzionano meglio sui pazienti. Attraverso il nostro motore di innovazione Cancer Research Horizons, stiamo pianificando di accelerare questa scoperta nella pratica clinica e garantire che il maggior numero possibile di pazienti possa trarne beneficio”.
