Il cancro potrebbe essere il modo in cui le nostre cellule corrono in “modalità provvisoria”, come un sistema operativo danneggiato che cerca di preservarsi, di fronte a una minaccia esterna? Questa è la conclusione raggiunta dal cosmologo Paul Davies dell’Arizona State University di Tempe (ASU) e dai suoi colleghi, che hanno ideato una nuova controversa teoria sulle origini del cancro, basata sulle sue radici evolutive. Se corretto, il loro modello suggerisce che una serie di terapie alternative, incluso il trattamento con ossigeno e l’infezione con agenti virali o batterici, potrebbero essere particolarmente efficaci.

A prima vista, Davies, che è addestrato in fisica piuttosto che in scienze biomediche, sembra un soldato improbabile nella “guerra al cancro.”Ma circa sette anni fa è stato invitato a creare un nuovo istituto presso l’A. S. U.—uno dei 12 finanziati dal National Cancer Institute—per riunire scienziati fisici e oncologi per trovare una nuova prospettiva sulla malattia. ” Ci è stato chiesto di ripensare il cancro dal basso verso l’alto”, dice Davies.

Davies ha collaborato con Charley Lineweaver, un astrobiologo presso l’Australian National University di Canberra, e Mark Vincent, un oncologo presso il London Health Sciences Center in Ontario. Insieme hanno escogitato un modello ” atavico “che ipotizza che il cancro sia la riespressione di un antico tratto” preprogrammato” che è rimasto dormiente. In un nuovo documento, che è apparso in BioEssays nel mese di settembre, essi sostengono che, poiché il cancro appare in molti animali e piante, così come gli esseri umani, allora deve essersi evoluto centinaia di milioni di anni fa, quando abbiamo condiviso un antenato unicellulare comune. A quel tempo, le cellule beneficiavano dell’immortalità, o della capacità di proliferare senza controllo, come fa il cancro. Quando si svilupparono complessi organismi multicellulari, tuttavia,” l’immortalità fu esternalizzata alle uova e allo sperma”, dice Davies, e le cellule somatiche (quelle non coinvolte nella riproduzione) non avevano più bisogno di questa funzione.

L’ipotesi del team è che di fronte a una minaccia ambientale per la salute di una cellula—radiazioni, diciamo, o un fattore di stile di vita—le cellule possono tornare a una “modalità provvisoria preprogrammata.” Così facendo, le cellule scaricano funzionalità più elevate e commutano la loro capacità dormiente di proliferare di nuovo in un tentativo fuorviante di sopravvivere. ” Il cancro è un fail-safe”, osserva Davies. “Una volta attivata la subroutine, implementa il suo programma senza pietà.”

Parlando a una conferenza di ingegneria medica tenutasi all’Imperial College di Londra, l ‘ 11 settembre, Davies ha delineato una serie di terapie per il cancro basate su questo modello atavico. Piuttosto che attaccare semplicemente la capacità del cancro di riprodursi, o “la forza del cancro”, come la definisce Davies, il modello espone “il tallone d’Achille del cancro.” Ad esempio, se la teoria è corretta, il cancro si è evoluto in un momento in cui l’ambiente terrestre era più acido e conteneva meno ossigeno. Quindi il team prevede che il trattamento di pazienti con alti livelli di ossigeno e riducendo lo zucchero nella loro dieta, per abbassare l’acidità, sforzerà il cancro e causerà la contrazione dei tumori.

Gli effetti del livello di ossigeno sul cancro sono stati studiati in modo indipendente per molti anni e sembrano supportare le idee di Davies, afferma Costantino Balestra, fisiologo della scuola Paul Henri Spaak e della Libera Università di Bruxelles, entrambe in Belgio. Nel lavoro inedito che è stato presentato per la revisione tra pari, per esempio, Balestra ei suoi colleghi hanno recentemente dimostrato che i livelli di ossigeno leggermente elevati possono iniziare a indurre la morte cellulare leucemia senza danneggiare le cellule sane. ” Sembra quasi troppo facile”, dice Balestra. “I nostri risultati preliminari sembrano mostrare che fornire un po’ di ossigeno in più per una o due ore al giorno, in combinazione con altre terapie tradizionali contro il cancro, avvantaggerebbe i pazienti senza effetti collaterali gravi.”Balestra sottolinea, tuttavia, che questo lavoro non è stato effettuato per testare l’ipotesi di Davies e non può essere preso come prova che il modello atavico sia corretto.

Davies e i suoi colleghi sostengono anche l’immunoterapia-in particolare, infettando selettivamente i pazienti con agenti batterici o virali. I ricercatori medici stanno già studiando gli effetti promettenti di un tale approccio per stimolare artificialmente il sistema immunitario dei pazienti per aiutare nel loro recupero. L’immunoterapia ha già ottenuto buoni risultati nel trattamento dei melanomi, ad esempio, e i suoi effetti su altri tumori sono in fase di studio. Secondo il modello atavico, tuttavia, oltre a rinvigorire il sistema immunitario, le cellule tumorali dovrebbero anche essere più vulnerabili delle cellule sane a essere uccise da agenti infettivi perché perdono una maggiore funzionalità protettiva quando “si riavviano in modalità provvisoria”, dice Davies. Recenti studi che iniettano spore di clostridium in ratti, cani e un paziente umano sembrano anche supportare questa interpretazione, dice.

Alcuni scienziati, come David Gorski, un oncologo chirurgico presso la Wayne State University, rimangono scettici. ” Le’ previsioni ‘dell’atavismo non sono nulla a cui gli scienziati non siano giunti da altri percorsi”, dice.

Davies e i suoi colleghi hanno già iniziato una prova più diretta della loro teoria, in risposta a tali critiche. ” La chiave della nostra teoria sta guardando l’età dei geni responsabili del cancro”, spiega Davies. Il modello atavico afferma che con l’insorgenza del cancro, le cellule ritornano a una modalità più primitiva e le funzioni più recentemente evolute vengono disattivate. Il team prevede quindi che man mano che il cancro progredisce, i geni più recentemente evoluti dovrebbero perdere la funzione, mentre i geni antichi diventano attivi.

Per verificare se questa ipotesi è corretta, Davies ei suoi colleghi stanno attualmente incrociando i dati del cancer genome atlas, che identifica i geni coinvolti nel cancro, con vari database che classificano i geni che abbiamo in comune con altre specie. Quest’ultimo set di dati consente ai biologi di risalire all’età dei geni. Qualsiasi correlazione esistente tra l’età del gene e il cancro sarà una spinta al modello atavico. ” La combinazione dei due set di dati non è stata eseguita prima”, afferma Davies. “Ma è essenzialmente un esercizio di data mining che non richiede molti soldi ed è qualcosa su cui stiamo lavorando ora.”

Brendon Coventry, un oncologo chirurgico e immunoterapista presso l’Università di Adelaide in Australia, vede il valore in fisici che lavorano con gli oncologi per mettere insieme le prove mediche esistenti per cercare di capire le origini del cancro. “Enormi quantità di denaro e le menti più brillanti della scienza biologica e medica non sono riuscite a fare un grande impatto nella guerra al cancro, quindi forse è il momento di un nuovo paradigma”, dice Coventry, aggiungendo: “Un cosmologo può guardare la cellula come un ‘universo interno’ da esplorare in un modo nuovo.”

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