Introduzione al problema del cancro ai polmoni e l'impatto degli inquinanti

Il cancro ai polmoni è la principale causa di mortalità per tumore a livello globale, colpendo milioni di persone ogni anno. Nonostante il fumo di sigaretta sia un fattore di rischio ben documentato, esistono altri elementi ambientali, come gli inquinanti atmosferici, che possono svolgere un ruolo fondamentale nello sviluppo di questa malattia, soprattutto nei non fumatori. Particolati fini, metalli tossici e ossidi di azoto sono tra i principali inquinanti ambientali che penetrano nel sistema respiratorio, generando modifiche epigenetiche nelle cellule che possono sfociare in cancro.

Modifiche epigenetiche e il loro ruolo nella carcinogenesi

Le modifiche epigenetiche costituiscono una classe di cambiamenti che non alterano la sequenza del DNA, ma influenzano l'espressione genica. Tali modifiche comprendono metilazione del DNA, modifiche degli istoni e variazioni nei profili dei microRNA (miRNA). Questi processi possono alterare l'attività genica, favorendo la trasformazione delle cellule normali in cellule cancerose. Le modifiche epigenetiche rappresentano oggi un campo di interesse cruciale per comprendere le basi molecolari del cancro ai polmoni e sviluppare terapie mirate.

Meccanismi molecolari delle modifiche epigenetiche

1. Metilazione del DNA: La metilazione è una modifica epigenetica chiave, in cui gruppi metilici vengono aggiunti al DNA, silenziando l'espressione di determinati geni. Nei casi di cancro ai polmoni, si osserva frequentemente una ipermetilazione di promotori di geni soppressori tumorali, come il gene p16INK4a, cruciale nella regolazione del ciclo cellulare. La demetilazione di alcuni geni, d'altra parte, può attivare vie come quella di PI3K/AKT, favorendo la cancerogenesi.

2. Modifiche degli istoni: Gli istoni sono proteine intorno alle quali il DNA si avvolge. Le loro modifiche possono influenzare la compattazione del DNA, determinando se un gene è accessibile o meno per l'espressione. L'esposizione a particolato fine (PM) e fumo di sigaretta può alterare l'attività di enzimi come le deacetilasi degli istoni (HDAC), provocando infiammazione cronica e, potenzialmente, cancro ai polmoni.

3. miRNA e regolazione dell'espressione genica: I microRNA sono piccoli RNA non codificanti che regolano l'espressione genica. Molti studi hanno evidenziato come specifici miRNA, come miR-21 e miR-155, siano sovraespressi nei pazienti esposti a inquinanti e che questi stessi miRNA possano facilitare processi oncogenici quali l'angiogenesi e l'infiammazione.

Tipologie di inquinanti ambientali coinvolti

1. Inquinanti atmosferici esterni: Il particolato (come il PM2.5 e il PM10) e gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) sono stati correlati a ipometilazione di geni come F2RL3 e AHRR, biomarcatori associati a un aumento del rischio di cancro.

2. Inquinanti atmosferici interni: Fumo di tabacco e carbone utilizzato per riscaldare o cucinare rappresentano altre fonti di inquinamento che possono provocare modifiche epigenetiche. L'esposizione a fumo passivo, in particolare, è stata associata alla riduzione di espressione di geni protettivi nei polmoni.

Implicazioni cliniche e prospettive terapeutiche

L'approfondimento dei meccanismi epigenetici ha rivelato nuove possibilità per lo sviluppo di terapie innovative contro il cancro ai polmoni. Farmaci capaci di demetilare il DNA o modificare gli istoni sono oggetto di ricerca, insieme a terapie basate sui miRNA, per la loro capacità di ristabilire l'equilibrio epigenetico alterato dagli inquinanti ambientali. L'uso di agenti demetilanti, come l'azacitidina, potrebbe consentire di ripristinare l'espressione di geni soppressori tumorali, mentre gli inibitori delle HDAC mostrano potenziali effetti antinfiammatori.

Conclusioni e necessità di ulteriori studi

Lo studio sottolinea la necessità di ampliare le ricerche per includere gruppi di popolazione più diversificati, riducendo il rischio di bias e migliorando la validità dei risultati. Questo approccio permetterebbe lo sviluppo di misure preventive e terapeutiche personalizzate, contribuendo a una gestione più efficace del rischio di cancro ai polmoni legato all'ambiente.
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