Programma di ricerca

Trasporto intracellulare e tumorigenesi

Mironov
Responsabile: Alexandre Mironov

Luogo di nascita: Vichuga, Russia
Nazionalità: russa
Laurea: in Medicina con specializzazione in terapia e morfologia patologica presso l'Ivanovo State Medical Institute (IMSI), Ivanovo, Russia
Dottorato: Istologia e Embriologia presso l'Ivanovo State Medical Institute (IMSI), Ivanovo, Russia

Le cellule degli organismi, siano essi animali o vegetali, sono strutture complesse, organizzate e suddivise internamente in reparti e organelli specializzati nello svolgimento dei diversi processi che, in una sorta di catena di montaggio, garantiscono il corretto funzionamento e la sopravvivenza delle stesse cellule, degli organi e dei tessuti. Proprio a causa di questa complicata organizzazione, trasportare i prodotti elaborati all'interno della cellula, come le proteine o altre molecole, da una parte a un'altra dei suoi territori o all'esterno è un processo tutt'altro che semplice.Gli eventi a esso correlati, come tanti altri che risultano importanti per la vita della cellula, possono avere aspetti connessi alla trasformazione tumorale.Per questo motivo Alexandre Mironov coordina un programma di ricerca intitolato "Trasporto intracellulare e tumorigenesi", con l'obiettivo di comprendere a fondo il trasporto intracellulare e le sue implicazioni per il cancro e sviluppare, grazie alle conoscenze acquisite, nuovi strumenti per una diagnosi sempre più precoce e specifica della malattia.Mironov è specializzato nello studio dei meccanismi su cui si basa il trasporto intracellulare. Con le sue ricerche ha già contribuito a chiarire diversi aspetti riguardanti questo ambito della biologia cellulare e a confutare alcuni dei dogmi esistenti.In particolare, il suo lavoro negli ultimi anni si è concentrato sullo studio delle modalità con cui avviene il trasporto all'interno dell'apparato di Golgi, uno specifico organello che riceve e modifica dal punto di vista chimico molecole elaborate in altri reparti della cellula, per rilasciare poi un prodotto "finito", pronto a raggiungere la destinazione ultima dove svolgere le funzioni per cui è stato realizzato.

Presentazione del programma

Le proteine e i lipidi di membrana insieme alle proteine destinate a essere rilasciate all'esterno della cellula vengono sintetizzate in uno specifico comparto cellulare: il reticolo endoplasmatico. Questo tipo di molecole, dopo esser state sintetizzate e ripiegate in modo da assumere la loro struttura tridimensionale e dopo aver superato il controllo qualità, fuoriescono dal reparto di produzione e passano a un secondo reparto, l'apparato di Golgi, dove ricevono le ultime eventuali modifiche per poi essere smistate.

In particolare sull'apparato di Golgi e sui sistemi di proteine e di enzimi che operano al suo interno è stata accumulata una mole considerevole di dati e i progressi realizzati da un punto di vista teorico nell'ambito della biologia del trasporto intracellulare hanno aperto ora la strada all'applicazione delle conoscenze acquisite in questo campo allo studio del cancro.

In quest'ottica, il team di ricerca guidato da Mironov ha tra i suoi obiettivi proprio la definizione dei meccanismi responsabili della concentrazione, del trasporto e della modificazione di proteine all'interno dell'apparato di Golgi e l'identificazione di quei meccanismi, tra questi, implicati nei processi che portano all'insorgenza dei tumori.

Per quest'ultimo scopo, il gruppo utilizza un approccio basato sull'impiego di sistemi che inducono la perdita di espressione o un'espressione superiore alla norma dei determinanti dei processi che si svolgono all'interno dell'apparato di Golgi.

I risultati che verranno ottenuti attraverso questi studi porteranno a un significativo avanzamento nella comprensione della biologia dei tumori e alla potenziale individuazione di nuovi responsabili della trasformazione e/o progressione tumorale.

Un secondo importante obiettivo del team coordinato da Mironov è lo sviluppo di test diagnostici da utilizzare nella pratica clinica che siano altamente specifici e in grado di rilevare precocemente la presenza di cellule maligne nell'organismo.

Con questo intento Mironov coordina una linea di ricerca che si focalizza su un particolare tipo di molecole che verrebbero prodotte dalle cellule tumorali e trasportate nei fluidi extracellulari fino ad arrivare al sangue. Si tratta di piccole molecole a doppia elica di RNA e il gruppo punta da un lato a studiarne le modalità di formazione, accumulo in strutture specializzate e rilascio all'esterno delle cellule e dall'altro a mettere a punto strategie tanto sensibili da rilevarne l'eventuale comparsa durante le primissime fasi della formazione del tumore.

I piccoli RNA rappresentano una dimensione della biologia molecolare della cellula per gran parte ancora da scoprire e costituiscono uno dei campi più interessanti, nuovi e promettenti della ricerca sul cancro. L'ipotesi su cui si fonda il filone di ricerca sviluppato da Mironov prevede che gli RNA a doppio filamento su cui gli scienziati concentrano la propria attenzione abbiano origine da particolari mutazioni nei geni. Il flusso dell'informazione genetica, come classicamente lo conosciamo, parte dai geni fatti di DNA, passa per gli RNA messaggeri e culmina con la sintesi del prodotto finale, le proteine. Alcune mutazioni nel DNA causerebbero, però, la trascrizione di RNA messaggeri propensi a dare origine a strutture aberranti e instabili, con tratti ripiegati a formare appaiamenti a doppio filamento destinati alla degradazione.

Il risultato di un graduale accumulo di mutazioni di questo tipo, come può accadere nel cancro, sarebbe quindi la comparsa nel citoplasma delle cellule di un gran numero di piccole molecole di RNA a doppio filamento, frutto di eventi di degradazione di RNA messaggeri aberranti. Queste piccole molecole di RNA verrebbero impacchettate in strutture specializzate, dette esosomi, e poi distrutte o rilasciate in circolo, se in eccesso. Su di esse si focalizzeranno le ricerche.

Particolari strumenti o competenze utilizzate nel programma

L'approccio sperimentale utilizzato dal gruppo guidato da Mironov si avvale, fra le altre, di tecniche all'avanguardia per lo studio in microscopia. In particolare, il team può contare su competenze esperte nell'utilizzo della microscopia correlativa ottica ed elettronica, della tomografia e dell'immuno-criomicroscopia.

Possibile impatto su prevenzione o trattamento del cancro

La possibilità di diagnosticare il tumore in maniera affidabile e nelle sue primissime fasi rappresenta un elemento determinante per il successo di qualunque intervento terapeutico.

Le ricerche del team coordinato da Mironov, oltre che a migliorare la conoscenza delle dinamiche molecolari alla base della malattia, potrebbero contribuire significativamente proprio in questo particolare ambito della lotta contro il cancro.

La diagnostica dei tumori, infatti, potrebbe trarre straordinari vantaggi dallo sviluppo di sistemi sensibili e poco invasivi, come quelli prospettati dal team di Mironov e basati sull'analisi dei livelli ematici di molecole di RNA a doppio filamento prodotte in maniera caratteristica dalle cellule tumorali e utilizzate come marcatori precoci e specifici di malattia.

 


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