Il cancro: una malattia scritta nel Dna

Alcuni concetti sono solo apparentemente facili da descrivere e comprendere. Sant’Agostino si chiedeva: «Che cosa è dunque il tempo? Se nessuno me ne chiede, lo so bene: ma se volessi darne spiegazione a chi me ne chiede, non lo so». Che sia difficile definire il tempo ci può anche stare. Tuttavia anche altri concetti, in apparenza molto più concreti e ovvii da definire, sono altrettanto sfuggenti. Provate a chiedere a un medico cosa intende per malattia. Quasi certamente un malato vi darà una risposta diversa.

Anche il linguaggio non aiuta, e in particolare l’italiano. Il termine malattia non distingue tra tre condizioni (o, se preferite, punti di vista) che sono invece diversamente denominate in inglese. Illness è la malattia intesa come esperienza del paziente, disease è l’astrazione dell’insieme di segni e sintomi che utilizza il medico per fare una diagnosi, sickness è il riconoscimento della malattia da parte del contesto sociale.

Ancora più complessa appare la definizione di salute. È più sensato definirla in negativo (assenza di malattia) o piuttosto in positivo (come fa l’Organizzazione mondiale della sanità, cioè «stato di completo benessere fisico, mentale e sociale»)?

Una visione oggettiva della malattia, ma anche il senso comune, associano la malattia al concetto di danno arrecato da qualcosa di esterno (e ostile), che turba l’equilibrio del nostro corpo determinandone il malfunzionamento. Questa definizione appare intuitivamente adeguata se riferita, per esempio, alle malattie infettive. 

Prendete l’Aids: un agente esterno (il virus Hiv) distrugge le cellule del sistema immunitario. In questa visione della malattia, il corpo è intrinsecamente un meccanismo perfetto, in equilibrio e disegnato per funzionare bene. La malattia è semplicemente il malfunzionamento indotto da un agente esterno. Il danno è determinato: conosciamo cosa ci attacca e con quali meccanismi arreca il danno. 

Un paradigma alternativo

Eppure questa visione di malattia è inadeguata. Basti pensare al caso del cancro. La causa vera e remota del cancro non è un nemico esterno ma è scritta nei nostri geni. Non solo. Nel cancro c’è un attore fondamentale che il determinismo delle patologie infettive non prevede: il caso.

Il nostro corpo è fatto di 100 mila miliardi di cellule, microscopiche unità di alcuni millesimi di millimetro, con funzioni specializzate. I muscoli sono fatti di cellule muscolari, dotate della capacità di allungarsi e accorciarsi (determinando la contrazione muscolare e quindi i movimenti delle nostre ossa). La retina è fatta di cellule che invece reagiscono alla luce, e così via per ciascun organo e tipo cellulare.

Il cancro è una massa che si espande e invade organi vicini e anche distanti (le metastasi). La massa tumorale è fatta di cellule maligne, dotate cioè di caratteristiche peculiari e dannose che le cellule normali non hanno: proliferano (nel senso che si moltiplicano) in maniera incontrollata, sono immortali, invadono altri organi, producono sostanze tossiche.

Tuttavia, le cellule tumorali originano da cellule del tutto normali: è come dire che da genitori onestissimi a un certo punto origina un figlio che è un serial killer. Quale meccanismo fa sì che cellule normali possano generare una cellula tumorale? 

Per rispondere a questa domanda bisogna tornare sui banchi di scuola. Immaginiamo una cellula come un orologio, con i suoi ingranaggi che muovono le lancette. Ebbene, gli ingranaggi di una cellula sono le proteine che costituiscono quella cellula. Ogni cellula contiene circa 3.000 proteine diverse. Le proteine determinano il comportamento delle cellule, a seconda della loro specializzazione. Le cellule della retina reagiscono alla luce perché hanno una proteina (la rodopsina) la cui struttura chimica le consente appunto di reagire alla luce. Le cellule muscolari non hanno al loro interno la rodopsina (non saprebbero che farsene, non devono reagire alla luce), ma piuttosto una proteina (la miosina) la cui struttura chimica le consente di allungarsi e accorciarsi. La struttura chimica delle proteine (che determinano quindi il comportamento delle nostre cellule) è definita dal nostro Dna, che è suddiviso in unità che chiamiamo geni. Un gene è (in prima approssimazione, le cose sono in realtà un po’ più complesse) un pezzo di Dna che guida la sintesi di una proteina. Quindi nel nostro Dna c’è il gene della rodopsina e il gene della miosina. E così via per diverse migliaia di geni diversi.

Tutto è nel Dna

Perché, dunque, cellule normali generano una cellula tumorale? 

Una prima semplice spiegazione è che alcuni geni della cellula normale sono stati modificati. Se si osserva una cellula di un tumore dell’intestino si nota che alcuni geni hanno subito modificazioni rispetto a quelli di una cellula normale dell’intestino. Per questo si dice che il cancro è una malattia genetica (quasi sempre di tipo acquisito cioè non trasmessa dai genitori ma appunto insorta nel corso della vita). I geni modificati nella cellula tumorale rispetto alla corrispondente cellula normale sono geni che regolano la proliferazione cellulare e la morte cellulare. La modificazione di questi geni determina la sintesi di proteine (gli ingranaggi del nostro orologio-cellula) alterate rispetto alle proteine normali e ciò fa funzionare in maniera sbagliata la cellula, rendendola, appunto, immortale e capace di proliferare in maniera incontrollata.

Nel nostro Dna esistono diverse centinaia di geni che, se modificati, sono in grado di trasformare una cellula normale in tumorale. Quindi, i geni che rendono tumorale una cellula sono già presenti nel nostro patrimonio genetico. Aver compreso che i geni che determinano il cancro sono presenti nel nostro Dna è stata una delle conquiste fondamentali dell’oncologia molecolare. È ben noto che alcuni virus possono indurre alcune forme di cancro, ma incredibilmente è stato dimostrato che questi virus sono trasformanti proprio perché nel corso della loro evoluzione hanno letteralmente preso dal nostro Dna alcuni di questi geni (detti quindi oncogeni) e li hanno incorporati nel loro patrimonio genetico. Quindi alcuni virus inducono il cancro infettando e trasformando cellule normali e facendole diventare cellule tumorali grazie ai geni presi dal nostro stesso Dna.

I cambiamenti del Dna di cui stiamo parlando sono acquisite nel corso della vita delle nostre cellule, non sono state ereditate dai nostri genitori. Questo vuole quindi dire che il Dna è una molecola modificabile nel corso della vita di una cellula. 

All’origine della varialità 

Questo è un punto cruciale.

Intuitivamente si potrebbe pensare che il Dna, essendo all’origine della vita e rappresentando il codice genetico di qualsiasi forma vivente, sia una molecola stabile, immutabile. Non è così: il Dna di qualsiasi forma di vita, dai batteri ai virus alle nostre cellule, cambia nel tempo. 

Se così non fosse, chi mi legge non esisterebbe! È grazie alla modificabilità del Dna che si sono evolute le diverse forme di vita sul nostro pianeta, dalle primissime molecole ai primi organismi unicellulari fino all’uomo.

Quindi, il meccanismo alla base del cancro è lo stesso meccanismo alla base dell’evoluzione! Ambedue sono conseguenza della modificabilità del Dna, una caratteristica, che è intrinseca e inevitabile perché dovuta alla struttura chimica e molecolare del codice genetico.

Inoltre, se il Dna non fosse modificabile, non esisterebbe neanche l’invecchiamento. Sono molte le evidenze scientifiche in favore del fatto che l’invecchiamento sia da attribuire proprio al fatto che nel corso degli anni nel Dna delle nostre cellule si accumulano alterazioni che rendono le cellule sempre meno efficienti, determinando di conseguenza la diminuita capacità funzionale dei nostri organi e apparati.

Quindi il cancro non è primariamente il malfunzionamento di un organo a causa di un danno esterno (come intuitivamente appare essere il caso per le malattie infettive) ma la conseguenza di un meccanismo fondamentale della vita che è la modificabilità del Dna, che nel caso dell’evoluzione si manifesta provocando cambiamenti in geni che conferiscono un vantaggio evolutivo, nel caso del cancro cambiando geni che regolano la proliferazione e la morte cellulare, nel caso dell’invecchiamento cambiando geni richiesti per l’efficiente funzionamento delle cellule.

Il potere del caso

Adesso immaginate una cellula il cui Dna inevitabilmente andrà nel tempo incontro a modificazioni. Cosa determina se quelle modificazioni porteranno a un vantaggio selettivo, al cancro o all’invecchiamento? Semplicemente il caso. Le modificazioni che si verificano nel Dna di una cellula sono del tutto casuali. Possono colpire qualsiasi gene. Se quindi in una cellula, per esempio, dell’intestino casualmente ha subito modifiche un oncogene, quella cellula diventerà una cellula tumorale. Se invece in quella stessa cellula vengono, altrettanto casualmente, modificati i geni necessari per svolgere le sue normali funzioni, quella cellule sarà meno efficiente e invecchierà. Altrettanto causalmente possono intervenire modifiche in una cellula germinale (che cioè serve alla riproduzione) a carico di un gene in grado di conferire un vantaggio evolutivo alla progenie o piuttosto un gene che ne determina la morte. 

La semplice e intuitiva concezione della malattia come malfunzionamento di un organo deterministicamente dovuto un agente esterno che arreca un danno mal si addice al cancro. Il cancro è una malattia casualmente indotta non da un agente esterno ma da un meccanismo intrinseco alla vita che è la modificabilità nel tempo del Dna.

Per saperne di più

F Colotta, Darwin contro il cancro, Fioriti, Roma, 2008