La selezione naturale è la risposta al Cancer Riddle?

La selezione naturale è la risposta al Cancer Riddle?

Gli organi essenziali che hanno il compito di mantenerci in vita e riprodursi - come il cuore, il cervello o l'utero - potrebbero aver sviluppato una migliore protezione contro il cancro rispetto agli organi più grandi e accoppiati, abbiamo proposto.

In un articolo pubblicato oggi sulla rivista Tendenze nel cancro, ipotizziamo che gli esseri umani possano tollerare più facilmente i tumori in organi grandi o accoppiati rispetto a organi piccoli e critici. Pertanto, gli organi più grandi possono aver sviluppato meno meccanismi di difesa del cancro.

I tumori maligni si trovano più comunemente in organi più grandi e accoppiati che sono potenzialmente meno essenziali per la sopravvivenza e la riproduzione. Studi precedenti hanno attribuito tale differenza di cancro organo-specifica a fattori esterni, come il fumo, o fattori interni, come la frequenza della divisione cellulare nell'organo.

Proponiamo che la teoria della selezione naturale possa integrare queste intese. Inoltre, ipotizziamo che organi piccoli e importanti possano essere facilmente compromessi anche quando trasportano solo pochi tumori, mentre gli organi più grandi possono sopportare il peso di trasformazioni maligne.

Non stiamo dicendo che questa è la spiegazione per la diversa suscettibilità degli organi al cancro, ma crediamo che potrebbe essere un fattore che contribuisce.

Un approccio evolutivo alla ricerca sul cancro può offrire nuove prospettive alle soluzioni terapeutiche.

Elefanti e umani

Nonostante significative scoperte e progressi nella terapia, gli interventi umani possono richiedere solo un 5% riduzione delle morti per cancro dagli 1950. E questo risultato è quasi interamente attribuibile a una maggiore consapevolezza dei fattori di rischio e alla diagnosi precoce.

Un fattore chiave per l'incapacità di trovare una bacchetta magica per curare il cancro è che la sua progressione è un processo evolutivo. Il cancro è apparso più di mezzo miliardo di anni fa ed è stato osservato in quasi l'intero regno animaledai bivalvi alle balene

Il suo aspetto è stato legato alla transizione evolutiva dall'unicellolarità alla multicellularità. Quest'ultimo richiede un alto livello di cooperazione tra le cellule e la soppressione della riproduzione incontrollata, nota come proliferazione, di singole cellule.

Con organismi sempre più fatti di cellule più complesse, con una durata di vita più lunga e corpi più grandi arriva la probabilità di proliferazione che può portare a tumori maligni.


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Eppure, nonostante le loro dimensioni maggiori, gli elefanti non hanno un tasso di cancro significativamente più alto degli umani. Questo rende l'argomento che la loro complessa composizione ha contemporaneamente portato a una maggiore necessità di evolvere i meccanismi di soppressione tumorale. UN recente studio dimostrato, per esempio, che la composizione genetica degli elefanti asiatici e africani conteneva 15 in 20 volte quante copie di uno dei principali geni oncosoppressori (P53) presenti negli esseri umani.

L'autore dello studio ha proposto che il numero più alto di questi geni potrebbe essersi evoluto come meccanismo per contrastare l'aumento della probabilità di cancro in questi grandi animali a vita lunga.

Un processo evolutivo

La capacità di proliferazione di una cellula tumorale governa la sua sopravvivenza. Le cellule che massimizzano la proliferazione all'interno dei tessuti locali avranno una maggiore possibilità di trasmettere i loro geni alla generazione successiva nel corso della vita del loro ospite.

Un problema generale con le attuali terapie antitumorali è che mirano a sradicare i tumori il più rapidamente possibile per prevenire l'evoluzione della resistenza del cancro al trattamento, così come la sua diffusione ad altri organi, chiamati metastasi.

La terapia estremamente aggressiva, in cui gli stessi farmaci e le stesse dosi vengono applicate attraverso cicli multipli, può funzionare bene con piccoli tumori composti da cellule altamente simili. Ma la maggior parte dei tumori sono complessi, cambiano gli ecosistemi con una miriade di cellule che hanno diversi livelli di suscettibilità al trattamento.

Se l'intervento umano non riesce a eliminare tutte le cellule maligne, alcuni saranno in grado di fuggire e sopravvivere. Questi possono acquisire un maggiore potenziale di proliferazione, diventare più aggressivi e maligni e alla fine metastatizzare, causando la morte dell'ospite.

Sta diventando chiaro che applicare la teoria evolutiva al trattamento del cancro - sfruttando i meccanismi di soppressione dei tumori degli organismi multicellulari - consente ai ricercatori di migliorare le tecniche per controllare la progressione maligna e prevenire i fallimenti terapeutici.

Terapia basata sull'evoluzione

Da qui provengono alcuni degli approcci evolutivi più interessanti alla terapia del cancro conoscenza ottenuta dal controllo dei parassiti e resistenza agli antibiotici batterici. Il Quest'ultimo ha mostrato che sebbene non possiamo superare i batteri o i parassiti che evolvono la resistenza agli antibiotici o ai pesticidi, possiamo controllare la velocità e l'estensione del processo.

Una teoria simile nella ricerca sul cancro, terapia adattativa, si basa sulla semplice ipotesi che i tumori consistano in cellule sensibili al trattamento e resistenti al trattamento. Un trattamento aggressivo ad alte dosi eliminerà le cellule sensibili ma lascerà quelle altamente resistenti. Questi poi prolifereranno, portando a un cancro più aggressivo.

L'obiettivo della terapia adattiva è evitare questo somministrando la dose minima necessaria (ma non massima) per controllare sufficientemente la crescita del tumore e migliorare i sintomi, senza una completa eliminazione. Tale approccio consente la sopravvivenza di entrambi i tipi di cellule, che competono per le stesse risorse e lo stesso spazio. La presenza di cellule sensibili al trattamento controllerà in modo concomitante la crescita e la proliferazione di cellule aggressive e resistenti al trattamento.

Nel 2009, è stata testata la terapia adattativa nei modelli murini di cancro ovarico. I ricercatori hanno misurato la crescita del tumore: se il volume del tumore fosse aumentato tra due misurazioni consecutive, aumenterebbero contemporaneamente la dose del carboplatino farmaco chemioterapico. Se il volume del tumore diminuiva tra le misurazioni, riducevano la dose del farmaco.

Quando i risultati sono stati confrontati con quelli di uno studio di chemioterapia ad alte dosi, la terapia adattativa si è dimostrata migliore nel controllo della crescita del tumore e prolungato la durata della vita dei topi. Simile i risultati sono stati visti nei topi con cancro al seno. Questi test sono promettenti, ma sono necessari ulteriori esperimenti per convalidare se la terapia adattativa diventerà la soluzione definitiva per controllare la progressione del cancro negli esseri umani.

La selezione naturale ha avuto milioni di anni per trovare modi per evitare e affrontare il cancro in diversi organismi, quindi sembra opportuno sfruttare questa conoscenza.

Circa l'autore

Beata Ujvari, ricercatrice senior in ecologia evolutiva, Deakin University

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

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