Le miscele di aminoacidi essenziali guidano le cellule tumorali all'apoptosi attraverso l'inibizione del proteasoma e l'attivazione dell’autofagia.

Abstract

Le cellule tumorali richiedono sia energia che materiale per sopravvivere e duplicare in un ambiente competitivo. I nutrienti, come gli amminoacidi (AA), non sono solo una fonte calorica, in quanto possono modulare il metabolismo cellulare e modificare l'omeostasi degli ormoni. La nostra ipotesi è che i messaggi ambientali  forniti dagli AA  governino la dinamica della vita o della morte delle cellule tumorali e l'alterazione dell'equilibrio tra aminoacidi essenziali (EAA) e non essenziali (NEAA) (rispettivamente inferiore e superiore al 50%) presenti nelle sostanze nutritive potrebbe rappresentare uno strumento fondamentale per alterare i messaggi dipendenti dall'ambiente, controllando così il destino delle cellule tumorali.

In questo studio sono state testate due miscele di aminoacidi, una esclusivamente costituita da EAA e l'altra costituita da 85% essenziali e da 15% di aminoacidi non essenziali (N.d.R. una delle miscele testate è quella del Nutrixam FMS) per esplorare i loro effetti sulla possibilità di sopravvivenza sia delle cellule sane che delle cellule tumorali e per chiarire I meccanismi molecolari coinvolti. Entrambe le miscele hanno esercitato (impiegato, adoperato) un effetto citotossico anti-proliferativo, dipendente dalla cellula, che coinvolge l'inibizione dell'attività proteasomica e la conseguente attivazione di autofagia e apoptosi. Questi risultati, oltre a convalidare ulteriormente la nozione della peculiare interdipendenza e una estesa interazione tra il sistema ubiquitina-proteasoma e l'autofagia, indicano che la variazione nel rapporto tra EAA e NEAA può influenzare profondamente la sopravvivenza delle cellule tumorali. Di conseguenza, la personalizzazione dei rapporti dietetici tra EAA e NEAA mediante specifiche miscele di aminoacidi può rappresentare una strategia promettente anticancro in grado di indurre in modo selettivo la morte delle cellule tumorali attraverso l'induzione dell'apoptosi sia attraverso l'inibizione del sistema proteasi-ubiquitico che l'attivazione di autofagia.

FEBS J. 2017 Apr 8. doi: 10.1111/febs.14081.

*Bonfili L1, Cecarini V1, Cuccioloni M1, Angeletti M1, Flati V2, Corsetti G3, Pasini E4, *Dioguardi FS5, Eleuteri AM1.
*Corresponding Author

LINK FEBS JOURNAL:  http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/febs.14081/full

LINK PUBMED:  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28391610

 

Questa pubblicazione sulla prestigiosa rivista FEBS non è importante solo per quello che si potrebbe facilmente dedurre dal titolo, è importante perché descrive una rivoluzione copernicana nel guardare alla biologia del cancro, terapia e chemioterapia. Secondo il Prof. Dioguardi usando un razionale specifico si è aperta una porta su un mondo nuovo di cui per ora abbiamo solo una visione iniziale. Però quello a cui si è trovato di fronte grazie a questo studio, tecnicamente svolto alla Università di Camerino, è la possibilità di un immenso continente di possibili conoscenze la cui esplorazione deve ancora essere avviata.

Questo studio è un nuovo riferimento nel capire il rapporto fra cellula tumorale e ambiente in cui cerca di svilupparsi. È la prima dimostrazione che la cellula tumorale vive o muore in funzione di uno specifico “ambiente” in cui ha successo competitivo con le cellule normali.

È la prima dimostrazione di due fatti assai importanti e mai descritti prima: la cellula tumorale (si tratta di cellule del cancro del colon e della mammella in particolare) è adatta a sopravvivere in un ambiente ristretto. Pertanto, cambiare l’ambiente in cui vive, ovvero, cambiare l’apporto nutrizionale, trasforma l’efficienza della cellula tumorale a sopravvivere nel suo ambiente in una “arma” contro sé stessa, svelandone le fragilità metaboliche che la rendono cosi efficiente.

Come già descritto in una precedente pubblicazione*¹ infatti, questo lavoro dimostra che il tumore si nutre e dipende particolarmente dagli aminoacidi non-essenziali (NEAA) presenti in maggioranza nelle proteine del cibo rispetto agli amino acidi essenziali (EAA). Se, invece, gli si mette a disposizione una miscela di aminoacidi che sia più ricca di essenziali, molto più ricca di essenziali e di conseguenza si riduce la percentuale  di aminoacidi non essenziali, le cellule sane si irrobustiscono, mentre le cellule tumorali muoiono. Le cellule tumorali, dimostra questo lavoro scientifico, sono incapaci di gestire un metabolismo in cui la nutrizione sia portatrice di rapporti fra EAA e NEAA diversi da quelli presenti nella alimentazione e nelle proteine del corpo umano.

È già stato dimostrato, in effetti, che se si aumenta la percentuale di EAA nella dieta, gli animali vivono più a lungo*². Adesso sappiamo anche che le cellule tumorali in queste stesse condizioni  hanno maggiore probabilità di morire.

*1 Anticancer Agents Med Chem. 2016;16(1):89-100.
Nutrition, Nitrogen Requirements, Exercise and Chemotherapy-Induced Toxicity in Cancer Patients. A puzzle of Contrasting Truths?
Flati V, Corsetti G, Pasini E, Rufo A, Romano C  and  Francesco Saverio Dioguardi
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26299664

*2 Cell Metab. 2010 Oct 6;12(4):362-72. doi: 10.1016/j.cmet.2010.08.016.

Branched-chain amino acid supplementation promotes survival and supports cardiac and skeletal muscle mitochondrial biogenesis in middle-aged mice.

D'Antona G, Ragni M, Cardile A, Tedesco L, Dossena M, Bruttini F, Caliaro F, Corsetti G, Bottinelli R, Carruba MO, Valerio A, Nisoli E.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20889128https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20889128