Un gene “zombie” protegge gli elefanti dal cancro

Il gene LIF6 rinato aiuta a distruggere le cellule degli elefanti con DNA danneggiato

[16 agosto 2018]

Nel mondo, circa il 17% degli esseri umani muore di cancro, ma a causa del cancro muoiono  meno del 5% degli elefanti che vivono in cattività, anche se la durata di vita di questi pachidermi è di circa 70 anni e se gli elefanti hanno circa 100 volte più cellule potenzialmente cancerose degli esseri umani.

Tre anni fa, dei team di ricerca delle università di Chicago e dell’Utah, che lavoravano separatamente, iniziarono a svelare il perché. Come spiegano all’University of Chicago Medical Center, «Sapevano che gli esseri umani, come tutti gli altri animali, hanno una copia del gene soppressore del tumore master p53. Questo gene consente agli esseri umani e agli elefanti di riconoscere il danno al DNA non riparato, un precursore del cancro. Quindi provoca la morte di quelle cellule danneggiate. Tuttavia, inaspettatamente, i ricercatori hanno scoperto che gli elefanti hanno 20 copie di p53. Questo rende le loro cellule significativamente più sensibili al DNA danneggiato e più veloci nell’impegnarsi nel suicidio cellulare.

Ora, lo studio “A Zombie LIF Gene in Elephants Is Upregulated by TP53 to Induce Apoptosis in Response to DNA Damage” pubblicato su Cell Reports da un team del Department of human genetics dell’università di Chicago, descrive un secondo elemento di questo processo: «un gene anticancro che è ritornato dalla morte».

L’autore senior dello studio, il genetista Vincent Lynch. Spiega ancora: «I geni si ripetono sempre. A volte fanno errori, producendo versioni non funzionali note come pseudogeni. Spesso ci riferiamo a questi con il termine di dead genes».

Però, mentre studiava il p53 negli elefanti, il team di Lynch ha scoperto un ex pseudogene chiamato fattore 6 inibitorio della leucemia (LIF6) che aveva evoluto in qualche modo un nuovo interruttore per l’accensione e spiegano ancora: «LIF6, ritornato dalla morte. È diventato un prezioso gene funzionante. La sua funzione, quando attivata da p53, è quella di rispondere al DNA danneggiato uccidendo la cellula. Il gene LIF6 produce una proteina che arriva, abbastanza rapidamente, ai mitocondri, la principale fonte di energia della cellula. Quella proteina provoca dei buchi nei mitocondri, causando la morte della cellula».

Lynch aggiunge: «Quindi, è uno zombie. Questo gene morto è tornato in vita. Quando viene attivato dal DNA danneggiato, uccide quella cella, rapidamente. Questo è utile, perché agisce in risposta a errori genetici, errori commessi quando il DNA viene riparato. Liberarsi di quella cellula può prevenire un successivo cancro»

Gli elefanti hanno otto geni LIF , ma solo LIF6 sembra essere funzionale e, anche se è stato descritto solo di recente, sembra che abbia aiutato fin dai tempi più remoti gli elefanti ei loro parenti.

Lynch sottolinea: «Possiamo utilizzare i trucchi dell’evoluzione per cercare di capire quando questo gene defunto tornerà ad essere funzionante. Sembra che sia emerso nel periodo in cui i reperti fossili indicano che cominciarono a svilupparsi i piccoli antenati delle marmotte e degli elefanti odierni. Questo è iniziato da 25 a 30 milioni di anni fa. Questo metodo supplementare di soppressione del cancro potrebbe essere stato un elemento chiave che ha consentito un’enorme crescita, che alla fine ha portato agli elefanti moderni. Ci sono benefici significativi e duraturi nell’essere enormi. I piccoli animali, ad esempio, topi, scoiattoli e marmotte, vengono sempre mangiati, soprattutto da animali più grandi. Ma se sei enorme, come un elefante o una balena, non ti attaccherà nessuno».

Ma anche per gli animali più grandi i problemi non mancano: hanno un numero molto maggiore di cellule e tendono a vivere più a lungo, il che significa più tempo e opportunità per accumulare mutazioni che causano il cancro. «Quando quelle cellule si dividono, il loro DNA fa copie di sé stesso – dicono i ricercatori statunitensi – Ma quelle copie non corrispondono all’originale. Vengono introdotti errori e il processo di riparazione non può recuperarli».

Un altro autore dello studio, Juan Manuel Vazquez, un dottorando del laboratorio di Lynch, evidenzia che «Gli animali di grandi dimensioni e longevi devono aver sviluppato robusti meccanismi per sopprimere o eliminare le cellule cancerose per poter sopravvivere fino a quando raggiungono le loro dimensioni da adulto. Questi enormi animali hanno quindi maggiori probabilità di sviluppare cellule cancerose. Questo può succedere anche a una dimensione più piccola. Gli esseri umani più alti, per esempio, hanno un’incidenza leggermente più alta di diversi tipi di cancro rispetto alle persone di taglia media, e le persone più basse tendono ad avere un rischio ridotto per quei tumori».

Secondo gli autori dello studio, che comprendono anche Michael Sulak e Sravanthi Chigurupati, «LIF6 è stato rianimato prima che esistessero le esigenze di mantenere un corpo più grande». E’ questo gene zombie che aiutato a far crescere animali delle dimensioni di una marmotta pesanti 4,5 Kg  in creature maestose che possono circa 7 tonnellate.  «Poteva contribuire a dare origine a grandi corpi – fanno notare gli autori – ma non sufficiente».

Ma resta ancora poco chiaro come Lif6 induca esattamente l’apoptosi, il  meccanismo di morte cellulare programmata. E gli autori dello studio concludono: «Questo sarà il punto focale per la continuazione degli studi».