Un Fungo Comune Potrebbe Essere la Nuova Arma Contro i Tumori al Seno e al Colon?

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel mondo della ricerca scientifica, un mondo dove a volte le soluzioni più sorprendenti si nascondono nei posti più impensati. Parliamo di cancro, in particolare di quello al seno e al colon, due nemici subdoli che purtroppo colpiscono tantissime persone, anche qui in Egitto, come ci ricordano le statistiche del National Cancer Institute. Pensate che si stima che i casi di cancro al seno raggiungeranno cifre altissime entro il 2050!

La Sfida della Ricerca Oncologica

La lotta contro questi tumori è una sfida continua. Certo, abbiamo la chirurgia, la chemio e la radioterapia, ma siamo sempre alla ricerca di terapie innovative. L’obiettivo? Trovare qualcosa che renda le cellule tumorali più sensibili ai trattamenti, riduca gli effetti collaterali e migliori la vita dei pazienti. Ed è qui che entra in gioco un protagonista inaspettato: un fungo!

Il Mondo Nascosto dei Funghi: Cladosporium

Avete mai sentito parlare del genere Cladosporium? Probabilmente no, ma si tratta di funghi comunissimi, presenti praticamente ovunque nel nostro ambiente. Questi organismi non sono solo “muffe”, ma vere e proprie fabbriche di molecole bioattive ed enzimi con potenzialità incredibili, sia in campo industriale che medico. Producono sostanze come la cladosporina, con proprietà antimicrobiche, antiossidanti e persino anticancro. Ma la star di cui voglio parlarvi oggi è un enzima specifico: la L-asparaginasi.

L-Asparaginasi: Un Enzima “Affamatore” di Tumori

Questo enzima ha un compito molto particolare: “mangia” la L-asparagina, un amminoacido essenziale per la divisione delle cellule tumorali. Togliendo loro questo “cibo”, la L-asparaginasi può letteralmente far morire di fame le cellule cancerose. Fantastico, no? Infatti, questo enzima è già utilizzato con successo nel trattamento della leucemia linfoblastica acuta (LLA). Ma la domanda che ci siamo posti è: potrebbe funzionare anche contro tumori solidi come quelli al seno e al colon? E la L-asparaginasi prodotta dai funghi, come il nostro Cladosporium, potrebbe essere migliore di quella batterica, magari con meno effetti collaterali allergici?

La Nostra Caccia al Tesoro Fungino

Ed eccoci al cuore della nostra ricerca! Ci siamo messi all’opera per scovare ceppi di Cladosporium capaci di produrre questo prezioso enzima. Abbiamo raccolto campioni da diverse aree geografiche (qui al Cairo) e isolato centinaia di colonie fungine. Immaginate il laboratorio pieno di piastre Petri! Dopo un’attenta analisi (colture, microscopio, test biochimici), abbiamo identificato ben 212 isolati di Cladosporium, appartenenti a 10 specie diverse. La specie più comune? Cladosporium herbarum.

Ma non tutti i funghi sono uguali! Dovevamo trovare quelli che producevano attivamente L-asparaginasi. Abbiamo usato un terreno di coltura speciale con un indicatore di pH (il rosso fenolo): se il fungo produceva l’enzima, appariva una bellissima zona rosa intorno alla colonia. Ebbene, 39 dei nostri 212 isolati (circa il 18.4%) hanno superato il test! Tra questi “produttori”, sei specie si sono distinte, ma una in particolare ha attirato la nostra attenzione: Cladosporium cladosporioides. Un ceppo specifico, che abbiamo chiamato HMA-221, si è rivelato un vero campione, mostrando l’attività enzimatica più alta di tutti, con valori che arrivavano fino a 428 U/ml!

Dalla Produzione alla Purificazione: Ottenere l’Enzima Puro

Avere un buon produttore è solo il primo passo. Per testare l’efficacia dell’enzima, dovevamo ottenerlo in forma pura. Abbiamo quindi coltivato il nostro campione HMA-221 in un brodo di coltura liquido (fermentazione sommersa) e poi abbiamo iniziato il processo di purificazione. È un po’ come setacciare l’oro: prima abbiamo concentrato le proteine usando solfato d’ammonio, poi abbiamo usato tecniche cromatografiche (filtrazione su gel e scambio ionico) per separare la nostra L-asparaginasi da tutte le altre proteine. Alla fine, siamo riusciti ad ottenere un enzima purificato con un’attività specifica molto alta (370.34 U/mg) e abbiamo anche determinato il suo peso molecolare, che si aggira intorno ai 35-40 kDa. Un bel risultato!

La Prova del Nove: L’Enzima Contro le Cellule Tumorali (In Vitro)

Ed eccoci al momento clou: testare la citotossicità del nostro enzima purificato. Abbiamo preso delle linee cellulari tumorali umane:

• MCF-7 e MDA-MB-231 (due tipi diversi di cancro al seno)
• HCT116 (cancro al colon)

Le abbiamo coltivate in laboratorio (ecco perché si dice in vitro, cioè “nel vetro”) e le abbiamo trattate con diverse concentrazioni della nostra L-asparaginasi di Cladosporium cladosporioides HMA-221. Per misurare quante cellule sopravvivevano, abbiamo usato il test MTT, un metodo colorimetrico che ci dice quanto sono “vitali” le cellule.

I risultati? Davvero incoraggianti! Abbiamo osservato che la vitalità delle cellule tumorali diminuiva all’aumentare della concentrazione dell’enzima. In pratica, più L-asparaginasi aggiungevamo, più cellule tumorali morivano. Questo effetto è stato osservato su tutte e tre le linee cellulari testate. Abbiamo anche calcolato l’IC50, cioè la concentrazione di enzima necessaria per uccidere il 50% delle cellule:

• MCF-7 (seno): IC50 = 36.26 μg/ml
• MDA-MB-231 (seno): IC50 = 45.7 μg/ml
• HCT116 (colon): IC50 = 14.55 μg/ml

Abbiamo confrontato questi valori con quelli della doxorubicina, un farmaco chemioterapico standard. Certo, la doxorubicina è risultata più potente (IC50 più basse), ma il fatto che la nostra L-asparaginasi fungina mostri una chiara attività citotossica contro queste cellule tumorali solide è un passo avanti significativo!

Come Funziona? Ipotesi sul Meccanismo d’Azione

Ma come fa esattamente la L-asparaginasi a danneggiare queste cellule? Oltre all’effetto principale di privarle della L-asparagina, ci sono altre ipotesi. Potrebbe interferire con la glicosilazione delle proteine (un processo importante per la loro funzione) o alterare le interazioni tra le cellule tumorali e il loro microambiente. Addirittura, convertendo l’asparagina in acido aspartico e poi in acido ossalacetico, potrebbe influenzare il metabolismo energetico delle cellule (il ciclo di Krebs). Insomma, i meccanismi potrebbero essere molteplici e complessi.

Cosa Ci Riserva il Futuro?

Questi risultati sono entusiasmanti, non c’è dubbio! Dimostrano che la L-asparaginasi prodotta da specie di Cladosporium ha un potenziale in vitro come agente antitumorale contro il cancro al seno e al colon. Attenzione però, siamo ancora in una fase preliminare di laboratorio. C’è ancora molta strada da fare.

Il prossimo passo? Vogliamo capire meglio come questo enzima influenzi la morte cellulare (apoptosi, autofagia, necrosi) e la capacità delle cellule tumorali di migrare e invadere altri tessuti. Stiamo pensando di usare sistemi lentivirali per inserire il gene della L-asparaginasi direttamente nelle cellule tumorali e vedere cosa succede. Vogliamo anche validare questi risultati su cellule umane primarie (non solo linee cellulari) e magari, un giorno, verificare se certi marcatori molecolari legati all’azione dell’enzima siano presenti nei tumori reali e correlati alla loro aggressività.

Certo, abbiamo avuto delle limitazioni, come non poter fare analisi istopatologiche sui tessuti in questo studio specifico, ma la ricerca è un processo continuo e ogni scoperta apre nuove porte.

La L-asparaginasi è già un enzima importante in medicina, soprattutto per la leucemia. Chissà che, grazie a questi funghi così comuni, non possa diventare un’arma in più anche contro altri tipi di cancro. È una speranza, una possibilità su cui vale la pena continuare a indagare!

Fonte: Springer