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L’eterogenesi dei fini della ricerca anticancro

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Nella loro ricerca di una cura per il cancro, i ricercatori del Duke Cancer Institute hanno fatto una scoperta fortuita – una molecola che permette di produrre il nylon in modo più economico e verde. La scoperta, presente nel numero della rivista Nature Chemical Biology, nasce da una idea intrigante che alcune delle modifiche genetiche e chimiche del cancro potrebbero essere sfruttate per usi benefici.
“Nel nostro laboratorio, abbiamo studiato i cambiamenti genetici che portano i tessuti sani ad ammalarsi di tumore. L’obiettivo di questa ricerca è quello di capire come i tumori si sviluppano per progettare trattamenti migliori”, ha detto Zachary J. Reitman, Ph.D ., un associato di ricerca presso la Duke e autore principale dello studio. “Cercando informazioni in questa linea abbiamo trovato come migliorare la produzione di nylon”
Il nylon è un materiale onnipresente, usato in moquette, tappezzerie, ricambi auto, abbigliamento e altri prodotti. Un componente chiave per la sua produzione è acido adipico, che è uno dei prodotti chimici più utilizzati al mondo. Attualmente, l’acido adipico è prodotta da combustibili fossili e l’inquinamento liberata dal processo di raffinazione è uno dei principali responsabili del riscaldamento globale.
Reitman e i colleghi hanno approfondito il problema legato all” acido adipico in base a somiglianze tra le tecniche di ricerca sul cancro e l’ingegneria biochimica. In entrambi i campi si parla di enzimi, che sono molecole che convertono una sostanza chimica in un’altra. Gli enzimi svolgono un ruolo importante in entrambi i tessuti sani e nei tumori, ma sono anche utilizzati per convertire la materia organica in materiali sintetici come acido adipico.
Uno degli approcci più promettenti studiati oggi per la produzione di acido adipico ecologico utilizza una serie di enzimi come una catena di montaggio per convertire gli zuccheri in acido adipico economici. Tuttavia, un enzima critico nella serie, chiamato 2-hydroxyadipate deidrogenasi, non è mai stato prodotto, lasciando un anello mancante nella catena di montaggio.
Questo è dove la ricerca sul cancro entra in gioco. Nel 2008 e nel 2009, i ricercatori hanno identificato una mutazione genetica in glioblastomi e tumori cerebrali che altera la funzione di un enzima noto come isocitrato deidrogenasi.
Reitman e colleghi hanno avuto la sensazione che la mutazione genetica vista nel cancro potrebbe innescare un cambiamento simile funzionale a un enzima strettamente correlati trovato nel lievito e batteri (homoisocitrate deidrogenasi), che creerebbe il fantomatico 2-deidrogenasi hydroxyadipate necessaria per l’acido “verde” adipico produzione.
Avevano ragione. La mutazione funzionale osservato nel cancro potrebbe essere costruttivamente applicata ad altri enzimi strettamente correlati, creando un esito positivo – in questo caso il collegamento mancante che potrebbe consentire l’acido adipico da zuccheri economici. Il prossimo passo sarà quello di aumentare il livello di acido complessivo processo di produzione adipico, che rimane un’impresa notevole.
“E ‘eccitante che il sequenziamento del genoma del cancro può aiutarci a scoprire nuove attività enzimatiche”, Reitman ha detto. “Anche i cambiamenti genetici che si verificano solo in alcuni pazienti potrebbero rivelare utili funzioni enzimatiche nuove che non erano evidenti prima”.
Yan, un professore del Dipartimento di Patologia e autore senior dello studio, ha detto che la ricerca dimostra come un investimento nella ricerca medica può essere applicato in generale per risolvere anche altri problemi.
Oltre a Reitman e Yan, autori dello studio includono Bryan D. Choi, Ivan Spasojevic, Darell D. Bigner e John H. Sampson. Il lavoro è stato finanziato con i fondi del National Institutes of Health (R01 CA1403160). Gli autori sono elencati su un brevetto che è in attesa di essere registrato relativo agli enzimi mutati.

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