Un pesticida anti-tumorale?

Tra le sfide più grandi della ricerca mondiale, la lotta contro il cancro rappresenta uno degli ostacoli maggiori. Negli ultimi decenni, l’oncologia ha fatto passi da gigante affrontando questa sfida con molteplici strategie. Dalla chemioterapia alla radioterapia, dall’immunoterapia alla fototerapia, il trattamento delle neoplasie si basa su svariati approcci. Tra le strategie più diffuse troviamo la chemioterapia, ovvero la somministrazione di una o più sostanze capaci di aggredire le cellule che si moltiplicano più rapidamente, quindi quelle cancerose.

Il primo composto chemioterapico deriva dall’iprite, un gas utilizzato per scopi bellici durante la prima guerra mondiale. La sua azione blocca irreversibilmente la mitosi cellulare, pertanto, ben presto si iniziarono a comprendere le potenzialità di questa molecola nella sintesi di farmaci antitumorali.

Sorprendentemente, l’iprite non è l’unico composto che si è riscoperto utile a fini clinici nonostante il suo iniziale utilizzo per altri scopi. Un altro esempio è rappresentato dall’Antimicina A (AMA), un pesticida molto potente utilizzato nelle pescicolture per eliminare batteri, nematodi e funghi. AMA è un metabolita secondario prodotto dai batteri del genere Streptomyces e agisce a livello della catena respiratoria mitocondriale. Il suo meccanismo d’azione consiste nell’inibizione dell’attività di enzimi chiave della catena degli elettroni, con conseguente interruzione della produzione di ATP. Alla luce di ciò, negli ultimi anni i ricercatori hanno testato AMA per verificarne le sue capacità anti-tumorali. L’inibizione dell’attività mitocondriale infatti, conduce le cellule a morte cellulare programmata (apoptosi) e considerando il ruolo centrale dei mitocondri nelle cellule tumorali, AMA si sta rivelando un ottimo candidato per il trattamento di neoplasie.

Gli effetti sui mitocondri causati da AMA non si verificano solamente a livello molecolare, ma anche a livello strutturale. L’osservazione dei mitocondri e l’analisi della loro struttura possono essere effettuate attraverso varie tecniche di microscopia. Una delle più recenti tecnologie, detta olotomografia, permette la visualizzazione in live-imaging dei mitocondri senza l’utilizzo di marcatori fluorescenti. Questo approccio label-free è in grado dunque di visualizzare tali organelli senza alterarne la struttura, permettendo all’operatore di acquisire dati riguardo i mitocondri in maniera unbiased e nel tempo. In figura 1 è possibile notare un esempio di questa tipologia di imaging. In particolare, pre-adipociti derivati da cellule 3T3 sono stati trattati con AMA e visualizzati con Nanolive (il primo microscopio olotomografico al mondo). I mitocondri appaiono filamentosi e distribuiti nel citoplasma attorno al nucleo; in poche ore dopo il trattamento però, i mitocondri subiscono una evidente variazione strutturale passando ad un’affascinante, ma anomala, forma circolare. 

Figura 1: Frames di un esperimento in live-imaging prodotto con Nanolive. A seguito del trattamento con Antimicina A, i mitocondri perdono la loro caratteristica struttura filamentosa e si arricciano in una struttura circolare.

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