Come sanno bene tutti gli appassionati degli X-Men, il DNA di un essere umano può andare incontro a mutazioni: ogni volta che una cellula si divide, il DNA ha una certa probabilità di accumulare nuove mutazioni casuali. Piccoli cambiamenti che, in alcuni casi, possono essere causati da fattori ambientali come il fumo e le radiazioni. A differenza dei mirabolanti effetti dei personaggi Marvel, molto più tristemente le mutazioni somatiche (cioè insorte in una singola cellula dell’organismo e trasmesse alla sua progenie; non possono essere trasmesse ai discendenti in quanto coinvolgono cellule che non danno origine a cellule della prole) possono provocare nella realtà una incontrollata moltiplicazione cellulare, che in altre parole significa cancro.
Un recente lavoro pubblicato su Science tenta di spiegare come riconoscere il tipo di cancro sulla base delle mutazioni che riguardando il DNA. L’autore è Ludmil Alexandrov, un postdoc nel gruppo di Elena E. Giorgi al Los Alamos National Laboratory, che ha sviluppato inizialmente la sua ricerca durante il suo periodo al Wellcome Trust Sanger Institute.
Lo studio, come accennato, riguarda il genoma delle cellule tumorali. Le più famose (grazie Angelina Jolie) mutazioni riguardanti il cancro sono quelle che si verificano nei geni BRCA1 e BRCA2 e sono mutazioni germinali, ossia presenti dalla nascita: le donne portatrici di mutazioni in uno, o entrambi, questi geni hanno il 60 per cento in più del normale di avere un cancro al seno nel corso della vita. Un certo tipo di mutazione si verifica con maggiore probabilità nel DNA di cellule che, successivamente, diventeranno tumorali per un certo tipo di cancro (per esempio, ai polmoni a causa del fumo oppue alla pelle a causa della radiazione ultravioletta). La mutazione, il “pattern”, può dunque diventare la firma del cancro: è possibile allora fare previsioni, e predisporre tempestivi trattamenti specifici, sulla base di queste firme?
Secondo Alexandrov sì. Lo scienziato ha usato una quantità enorme di dati di sequenziamento del DNA di tessuti tumorali per sviluppare una struttura matematica che analizza i diversi pattern di mutazione del genoma di ogni singola cellula, esplorando il modo in cui queste firme si sviluppano nel corso del tempo. Alexandrov ha preso in considerazione circa 5 milioni di mutazioni somatiche ricavate dai cataloghi mutazionali di 7042 tumori primari di 30 classi diverse. Questi dati hanno rivelato l’esistenza di 21 distinte “firme” nel cancro umano. Alcune erano comuni a diversi tipi di cancro, altre invece erano relative a una singola classe tumorale.
Questo lavoro, il primo censimento completo delle firme delle mutazioni nel cancro umano, gli ha fruttato il premio Science and SciLifeLab per giovani scienziati, assegnato dalla American Association for the Advancement of Science, e il 2015 Weintraub Award for Graduate Research.
(a cura di Stefano Pisani)
