VIRMA: Ho Scoperto Come Questa Molecola “Accende” il Tumore al Polmone!

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di una scoperta che mi ha tenuto sveglio la notte, nel senso buono ovviamente! Riguarda un nemico subdolo che conosciamo bene: il carcinoma polmonare non a piccole cellule (NSCLC). Sapete, è il tipo più comune di cancro al polmone e, nonostante i passi da gigante fatti con chirurgia, chemio, terapie mirate e la rivoluzionaria immunoterapia (quella con gli inibitori dei checkpoint immunitari, o ICI), la strada è ancora lunga. Troppi pazienti, purtroppo, non rispondono come vorremmo a queste cure, o sviluppano resistenze. Ed è qui che entriamo in gioco noi ricercatori, cercando di capire *perché* e, soprattutto, *come* aggirare l’ostacolo.

La Modifica m6A: Un Interruttore Nascosto nel Nostro RNA

Avete mai sentito parlare di epigenetica? È affascinante! Non riguarda il cambio del DNA in sé, ma delle “istruzioni” su come leggerlo. Una di queste “istruzioni” è la modifica N6-metiladenosina (m6A). Immaginatela come una piccola etichetta chimica che viene appiccicata sull’RNA (il messaggero che porta le istruzioni dal DNA per costruire le proteine). È la modifica più comune sull’RNA nei nostri organismi e gioca un ruolo cruciale in tantissimi processi biologici.

Ci sono delle squadre di “operai” molecolari che gestiscono queste etichette:

• I “writers” (scrittori): come METTL3, METTL14 e, tenetevi forte, la nostra protagonista VIRMA (Vir-like m6A methyltransferase associated). Loro *appiccicano* l’etichetta m6A.
• Gli “erasers” (cancellatori): come FTO e ALKBH5. Loro *rimuovono* l’etichetta.
• I “readers” (lettori): come le proteine YTHDF. Loro *interpretano* l’etichetta e decidono cosa fare dell’RNA (es. farlo tradurre di più o di meno in proteina).

Queste modifiche m6A sono implicate in un sacco di cose, dal funzionamento del sistema immunitario alle malattie cardiovascolari, e sì, anche nello sviluppo dei tumori. Ad esempio, si è visto che agire su FTO o ALKBH5 può influenzare la risposta all’immunoterapia in alcuni tipi di cancro. Ma il ruolo specifico di VIRMA nell’NSCLC? Era un mistero. Fino ad ora.

VIRMA: Un Cattivo Attore nell’NSCLC

La prima cosa che abbiamo fatto è stata “spiare” i livelli di VIRMA nei tumori NSCLC usando database pubblici come il TCGA (The Cancer Genome Atlas) e poi confermando tutto con analisi dirette su campioni di pazienti reali (ovviamente, con il loro consenso informato e l’approvazione del comitato etico!). E indovinate un po’? Abbiamo scoperto che VIRMA è significativamente più abbondante nei tessuti tumorali NSCLC rispetto a quelli sani. Non solo, ma i suoi livelli sono più alti negli stadi più avanzati della malattia (III e IV) e, cosa ancora più preoccupante, alti livelli di VIRMA sono associati a una prognosi peggiore per i pazienti. Insomma, più VIRMA c’è, meno tempo sembra rimanere. Lo abbiamo confermato anche analizzando diverse linee cellulari di NSCLC in laboratorio: quelle tumorali avevano molta più VIRMA delle cellule epiteliali bronchiali normali.

Spegnere VIRMA: Un Duro Colpo per le Cellule Tumorali

A questo punto, la domanda era ovvia: cosa succede se “spegniamo” VIRMA nelle cellule tumorali? Abbiamo usato delle tecniche specifiche (siRNA, una sorta di “silenziatore” genetico) per ridurre i livelli di VIRMA in due linee cellulari di NSCLC (A549 e PC9) che ne esprimevano tanto. I risultati sono stati incredibili!

• Crescita rallentata: Le cellule con meno VIRMA formavano molte meno colonie e proliferavano più lentamente.
• Meno aggressive: La loro capacità di migrare (spostarsi) e invadere (attraversare barriere, come fanno le metastasi) era notevolmente ridotta. Abbiamo usato dei test chiamati “transwell” per misurarlo.
• Più propense a morire: Aumentava l’apoptosi, cioè il processo di “suicidio cellulare programmato” che le cellule normali usano per eliminare quelle danneggiate o inutili, ma che le cellule tumorali spesso evitano.

Abbiamo poi confermato questi risultati anche in vivo, cioè negli animali. Abbiamo iniettato cellule A549 modificate (alcune con VIRMA “spento” con shRNA, altre con VIRMA “acceso” artificialmente) in topi da laboratorio (topi nude, senza un sistema immunitario completo, per focalizzarci sull’effetto diretto sulle cellule tumorali). Risultato? I tumori crescevano molto meno quando VIRMA era silenziato e molto di più quando era sovraespresso. Bingo! VIRMA sembra proprio un acceleratore per la crescita del tumore NSCLC.

Il Complice di VIRMA: ADAR Entra in Scena

Ok, VIRMA fa danni, ma come? Sapevamo che VIRMA è un “writer” di m6A. Ma quale RNA “etichetta” per causare questi effetti nell’NSCLC? Spulciando database e letteratura scientifica, un nome è saltato fuori: ADAR (adenosine deaminase RNA specific). Studi precedenti avevano suggerito che ADAR potesse essere un bersaglio della modificazione m6A mediata da VIRMA. E ADAR stesso non è uno stinco di santo: è coinvolto nell’editing dell’RNA e si sa che può aiutare le cellule tumorali a sfuggire al sistema immunitario, ad esempio inibendo la via dell’interferone (IFN).

Abbiamo controllato: c’era una correlazione positiva tra i livelli di VIRMA e ADAR nei tumori NSCLC analizzati nei database. E, proprio come VIRMA, anche ADAR era più espresso nei tumori NSCLC rispetto ai tessuti sani, e alti livelli erano associati a una sopravvivenza peggiore. L’ipotesi prendeva forma: VIRMA “etichetta” l’RNA di ADAR con m6A, e questo in qualche modo aumenta la quantità di proteina ADAR prodotta.

Per verificarlo, abbiamo fatto un esperimento chiave. Abbiamo preso le nostre cellule con VIRMA sovraespresso e le abbiamo trattate con un inibitore della metilazione (il DAA, 3-deazaadenosina). Risultato? I livelli di proteina ADAR diminuivano rispetto alle cellule con VIRMA sovraespresso non trattate. Questo ci dice che l’aumento di ADAR causato da VIRMA dipende proprio dalla sua attività di metilazione m6A! Probabilmente, l’etichetta m6A rende l’RNA di ADAR più stabile o più facilmente traducibile in proteina.

L’Asse del Male: VIRMA/ADAR/TGF-β

Ma non è finita qui. Analizzando quali percorsi biologici venivano alterati dall’attività di VIRMA (con una tecnica chiamata GSEA, Gene Set Enrichment Analysis), abbiamo notato un forte coinvolgimento della via di segnalazione del TGF-β (Transforming Growth Factor beta). Questa via è un pezzo grosso nel mondo del cancro. Sebbene possa avere ruoli protettivi nelle fasi iniziali, nei tumori avanzati spesso promuove la crescita, la metastasi e, cosa cruciale per noi, la soppressione immunitaria. Il TGF-β è noto per essere uno dei principali responsabili della resistenza all’immunoterapia!

Poteva essere che VIRMA, tramite ADAR, stesse attivando proprio questa via? Abbiamo verificato in laboratorio. Nelle cellule dove avevamo “acceso” VIRMA, i livelli delle proteine chiave della via del TGF-β (come TGF-β1/2, SMAD fosforilati, BMP) aumentavano. Al contrario, nelle cellule dove avevamo “spento” VIRMA, questi livelli diminuivano. La connessione c’era!

Per capire l’impatto sul sistema immunitario, abbiamo fatto un altro esperimento su animali, questa volta usando topi C57BL/6, che hanno un sistema immunitario funzionante. Abbiamo iniettato cellule tumorali con VIRMA silenziato o di controllo. Ancora una volta, i tumori crescevano molto meno quando VIRMA era basso. Questo suggerisce che VIRMA aiuti il tumore a “nascondersi” o a “neutralizzare” le cellule immunitarie, probabilmente le cellule T, che sono fondamentali per combattere il cancro.

La Prova del Nove: L’Esperimento di “Salvataggio”

Per chiudere il cerchio, abbiamo fatto un “esperimento di salvataggio”. Abbiamo preso le cellule in cui avevamo silenziato VIRMA (che quindi crescevano meno, migravano meno, ecc.) e vi abbiamo introdotto artificialmente alti livelli di ADAR. Cosa è successo? Magia! O meglio, scienza. Gli effetti negativi del silenziamento di VIRMA sono stati in gran parte annullati: le cellule hanno ricominciato a proliferare di più, a migrare e invadere meglio. E, cosa fondamentale, anche i livelli delle proteine della via del TGF-β sono tornati a salire!

Questo conferma la nostra ipotesi: VIRMA promuove la progressione dell’NSCLC e l’immunosoppressione agendo su ADAR tramite la modifica m6A, e questo porta all’attivazione della via del TGF-β. Abbiamo scoperto un nuovo asse regolatorio: VIRMA/ADAR/TGF-β.

Cosa Significa Tutto Questo?

Beh, è una scoperta importante! Identificare questo nuovo pathway ci dà una comprensione più profonda di come l’NSCLC progredisce e resiste alle terapie. Soprattutto, ci offre nuovi potenziali bersagli terapeutici. Immaginate farmaci che possano bloccare VIRMA, o l’interazione tra VIRMA e ADAR, o magari agire su specifici componenti della via del TGF-β attivati da questo asse. Potrebbe essere una strategia per rendere i tumori NSCLC, specialmente quelli resistenti agli ICI, di nuovo vulnerabili all’attacco del sistema immunitario o ad altre terapie.

Certo, la strada è ancora lunga. Dobbiamo capire ancora meglio i dettagli molecolari (esattamente come l’m6A su ADAR ne aumenta l’espressione?), esplorare se VIRMA ha altri bersagli importanti nell’NSCLC, e soprattutto validare questi risultati in studi clinici sui pazienti. Abbiamo anche notato alcune limitazioni nel nostro studio, come la necessità di indagare più a fondo quali specifiche cellule immunitarie sono influenzate e considerare altri fattori che possono influenzare la progressione del tumore. Ma ogni grande viaggio inizia con un primo passo, e crediamo che questo sia un passo significativo nella giusta direzione.

Spero di avervi trasmesso un po’ dell’entusiasmo per questa ricerca. È un lavoro complesso, fatto di tanti piccoli esperimenti, analisi e notti in laboratorio, ma la speranza di trovare nuove armi contro il cancro ci dà la carica per andare avanti!

Fonte: Springer