BRD9: La Proteina “Furbetta” che Rende Aggressivo il Cancro alla Prostata (e Come Possiamo Fermarla!)

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di qualcosa di affascinante e, diciamocelo, un po’ inquietante che abbiamo scoperto nel mondo della ricerca sul cancro alla prostata. Sapete, questa malattia è un osso duro, soprattutto quando diventa resistente alle terapie ormonali standard, la cosiddetta terapia di deprivazione androgenica (AD). Quando questo accade, il tumore entra in una fase chiamata cancro alla prostata resistente alla castrazione (CRPC), molto più aggressiva e difficile da trattare.

Una delle grandi sfide per le cellule tumorali durante questo processo è sopravvivere allo stress ossidativo indotto proprio dalla terapia. Immaginate le cellule come piccole fabbriche: la terapia AD è come se sabotasse alcune macchine, producendo un sacco di “scorie” tossiche, le specie reattive dell’ossigeno (ROS). Troppe ROS possono danneggiare e uccidere le cellule, anche quelle tumorali. Ma alcune cellule tumorali sono incredibilmente resilienti. Come fanno? Beh, mettono in campo dei meccanismi di difesa, dei sistemi antiossidanti super efficienti. Finora, però, non conoscevamo tutti i “generali” che comandano queste difese.

Ecco che entra in gioco BRD9

Qui entra in scena il protagonista della nostra storia: una proteina chiamata BRD9 (Bromodomain-containing protein 9). Studiando cellule di cancro alla prostata, sia in laboratorio che analizzando dati da pazienti, abbiamo notato una cosa interessante: i livelli di BRD9 aumentano costantemente man mano che il tumore progredisce da forme iniziali a quelle metastatiche e resistenti alla castrazione (mCRPC). Sembra quasi che le cellule tumorali, più diventano “cattive”, più abbiano bisogno di BRD9.

Ma cosa fa esattamente questa BRD9? Abbiamo scoperto che è una sorta di “interruttore metabolico”. Quando le cellule sono sotto stress (come durante la terapia AD), BRD9 interviene per riprogrammare il loro metabolismo energetico. È come se dicesse alla cellula: “Ok, situazione critica! Cambiamo strategia per sopravvivere e continuare a crescere!”.

Abbiamo visto che sovraesprimendo BRD9 nelle cellule tumorali, queste crescevano più velocemente e formavano colonie più grandi, sia in condizioni normali che in assenza di androgeni (simulando la terapia AD). Al contrario, silenziando BRD9, la crescita rallentava drasticamente. Questi risultati si sono confermati anche in modelli animali (topi): i tumori con più BRD9 crescevano di più dopo la castrazione (che simula la terapia AD), mentre quelli con meno BRD9 crescevano molto meno. Addirittura, un inibitore specifico di BRD9 (I-BRD9), usato insieme a un farmaco comune come l’enzalutamide, ha mostrato effetti sinergici potentissimi nel bloccare la crescita tumorale. Questo ci ha fatto capire che BRD9 non è solo un marcatore, ma un vero e proprio motore della resistenza e dell’aggressività.

Il trucco metabolico di BRD9: Glicogeno e Potere Antiossidante

Ma come fa BRD9 a rendere le cellule così resistenti, specialmente allo stress ossidativo? Analizzando cosa cambiava a livello genetico e molecolare quando bloccavamo BRD9, abbiamo notato un forte impatto sul metabolismo, in particolare sulla gestione del glucosio e sulle vie legate all’attività ossido-riduttiva.

Qui la faccenda si fa interessante. Sotto stress ossidativo (cioè quando ci sono tante ROS), BRD9 subisce una modifica chimica (una S-glutationilazione su due specifiche cisteine, Cys129 e Cys209). Questa modifica è come un segnale d’allarme. BRD9 “ossidato” recluta un partner, un fattore di trascrizione chiamato NFYA. Insieme, questo duo dinamico va ad attivare un gene chiamato PYGL (Glycogen Phosphorylase L).

PYGL è un enzima chiave che scompone il glicogeno (la riserva di zucchero della cellula) in glucosio-1-fosfato. Ma la cosa furba è *dove* viene indirizzato questo glucosio. Grazie all’azione BRD9-NFYA-PYGL, il glucosio viene incanalato preferenzialmente nella via del pentoso fosfato (PPP). Perché è importante? Perché la PPP è la principale fonte cellulare di NADPH, una molecola fondamentale per neutralizzare le ROS e mantenere l’equilibrio redox. In pratica, BRD9 dirotta le riserve energetiche per produrre “scudi” antiossidanti!

Abbiamo verificato tutto questo con esperimenti dettagliati:

• Le cellule con più BRD9 consumavano più glucosio, producevano più lattato (segno di metabolismo alterato) e avevano più attività dell’enzima G6PD (chiave nella PPP), soprattutto in risposta alla deprivazione androgenica.
• La sovraespressione di BRD9 ripristinava i livelli di NADPH e GSH (un altro antiossidante importante) e riduceva le ROS quasi ai livelli normali, anche sotto stress.
• Al contrario, silenziando BRD9, i livelli di NADPH e GSH crollavano e le ROS aumentavano, danneggiando anche i mitocondri (le centrali energetiche della cellula), che apparivano malfunzionanti e morfologicamente alterati.
• Fondamentalmente, aggiungendo un antiossidante generico (NAC), riuscivamo a contrastare gli effetti negativi del silenziamento di BRD9 sulla crescita cellulare, confermando il ruolo chiave dello stress ossidativo.

PYGL: Il Braccio Armato di BRD9

Abbiamo capito che PYGL è cruciale in questo meccanismo. L’espressione di PYGL aumenta con la deprivazione androgenica e nei pazienti con CRPC correla con una prognosi peggiore. Bloccando PYGL, si ottenevano effetti simili al blocco di BRD9: meno crescita, più stress ossidativo. Ma la prova del nove è stata questa:

• Se bloccavamo BRD9 ma poi ripristinavamo PYGL artificialmente, le cellule recuperavano in parte la capacità di crescere e resistere allo stress.
• Se invece aumentavamo BRD9 ma bloccavamo PYGL, i benefici di BRD9 sulla crescita e sulla resistenza venivano quasi annullati.

Questo dimostra che l’asse BRD9-NFYA-PYGL è davvero fondamentale per questa riprogrammazione metabolica pro-sopravvivenza. Abbiamo anche usato un inibitore specifico di PYGL (CP-320626) e ottenuto risultati simili, sia in vitro che nei topi, dove l’inibitore di PYGL contrastava la crescita tumorale accelerata indotta da BRD9.

L’Ossidazione di BRD9: Il Segnale d’Innesco

Come accennato, abbiamo scoperto che BRD9 stesso viene modificato chimicamente (ossidato tramite S-glutationilazione) in risposta allo stress ossidativo. Abbiamo identificato due residui di cisteina (Cys129 e Cys209) come siti principali di questa modifica. Mutando questi residui, BRD9 perdeva gran parte della sua capacità di:

• Interagire con NFYA.
• Indurre l’espressione di PYGL.
• Attivare la via del pentoso fosfato (PPP).
• Aumentare i livelli di NADPH e ridurre le ROS.
• Proteggere i mitocondri e sostenere la respirazione cellulare.

Questo ci dice che BRD9 non solo *risponde* allo stress ossidativo, ma lo fa *attraverso* una modifica diretta sulla sua struttura, che ne altera la funzione e le interazioni, permettendogli di attivare le difese cellulari. È un sensore e un attuatore allo stesso tempo!

Implicazioni Terapeutiche: Colpire BRD9 per Rendere il Tumore Vulnerabile

Tutto questo è scientificamente affascinante, ma la domanda è: possiamo usarlo a nostro vantaggio contro il cancro? La risposta sembra essere sì.

Se BRD9 aiuta le cellule tumorali a gestire lo stress ossidativo e a riparare i danni, cosa succede se lo blocchiamo? Succede che le cellule accumulano ROS e, di conseguenza, subiscono più danni al DNA. Abbiamo visto che silenziando BRD9, aumentavano i marcatori di rottura del doppio filamento del DNA (come γH2AX e 53BP1), specialmente in condizioni di deprivazione androgenica.

Questo accumulo di DNA danneggiato (sia nucleare che mitocondriale, che finisce nel citosol) attiva una via di segnalazione immunitaria innata chiamata cGAS-STING. Questa via normalmente serve a rilevare DNA estraneo (come quello virale), ma può essere attivata anche dal DNA cellulare fuori posto. L’attivazione di cGAS-STING porta alla produzione di molecole infiammatorie (come IFNβ, CCL5, CXCL10) che possono allertare il sistema immunitario e, cosa importantissima, aumentare la sensibilità alla radioterapia.

La radioterapia funziona proprio inducendo massicci danni al DNA, in gran parte tramite la produzione di ROS. Se le cellule tumorali hanno già le loro difese antiossidanti indebolite (a causa del blocco di BRD9), saranno molto più vulnerabili agli effetti della radioterapia.

E infatti, i nostri esperimenti lo confermano:

• Bloccare BRD9 rendeva le cellule di cancro alla prostata molto più sensibili alla radioterapia: la combinazione dei due trattamenti inibiva la proliferazione cellulare e aumentava le ROS molto più dei singoli trattamenti.
• Nei topi con tumori alla prostata, il trattamento combinato con un inibitore di BRD9 e la radioterapia ha mostrato un controllo della crescita tumorale significativamente migliore rispetto ai trattamenti singoli.

Conclusioni e Prospettive Future

Quindi, cosa ci portiamo a casa da questa ricerca? Abbiamo identificato BRD9 come un attore chiave, un vero e proprio checkpoint metabolico, che il cancro alla prostata sfrutta per adattarsi alle terapie, resistere allo stress ossidativo e diventare più aggressivo. Lo fa orchestrando una complessa riprogrammazione metabolica che coinvolge NFYA, PYGL, il metabolismo del glicogeno e la via del pentoso fosfato, tutto finalizzato a mantenere l’equilibrio redox e proteggere la cellula.

La cosa più entusiasmante è che BRD9 è un bersaglio “attaccabile”. Esistono già inibitori sperimentali (come I-BRD9 usato nei nostri studi) e si possono sviluppare strategie genetiche. Colpire BRD9 potrebbe non solo contrastare la resistenza alla terapia ormonale, ma anche aumentare l’efficacia della radioterapia, aprendo nuove strade per trattare le forme più aggressive di cancro alla prostata.

Certo, la strada verso una terapia clinica è ancora lunga, ma aver scoperto questo meccanismo e aver identificato un nuovo tallone d’Achille del tumore ci dà una speranza concreta. È come aver capito uno dei trucchi più subdoli del nostro nemico, e ora sappiamo dove colpire! Continueremo a lavorare su questa pista, sperando di poter tradurre presto queste scoperte in un aiuto reale per i pazienti.

Fonte: Springer