Una nuova collaborazione tra due laboratori dell'UC Santa Barbara esplora il meccanismo molecolare alla base di un notevole processo chiamato anastasi, una parola greca che significa "risalita alla vita". Basandosi su lavori precedenti che mostrano che le cellule possono riprendersi dall'orlo della morte, il nuovo studio dimostra che l'anastasi è un processo attivo composto da due fasi distinguibili. I risultati della squadra appaiono nel Journal of Cell Biology .

"Sapevamo già che le cellule hanno bisogno di trascrivere nuovi geni per riprendersi, " ha spiegato l'autrice corrispondente Denise Montell, Duggan Professor di Molecolare dell'UCSB, Cellulare, e Biologia dello sviluppo. "Così abbiamo profilato ogni molecola di mRNA nelle cellule quando hanno iniziato a morire e poi quando si sono riprese".

Primo, i biologi hanno aggiunto una tossina al mezzo di crescita per indurre l'apoptosi, una forma di suicidio cellulare programmato che è parte integrante di quasi tutte le malattie, e hanno portato le cellule sull'orlo della morte. Quindi hanno scambiato il mezzo per rimuovere l'induttore e hanno permesso alle cellule di riprendersi per uno, Due, tre, quattro, otto o 12 ore. Ad ogni passo lungo la strada, i ricercatori hanno raccolto milioni di cellule e sequenziato i loro RNA per scoprire come il loro profilo genetico è cambiato durante questo processo. Il laboratorio di Montell ha lavorato con il Kosik Molecular and Cellular Neurobiology Lab dell'UCSB, che ha condotto l'analisi dell'RNA.

I dati dei profili RNA non solo hanno dimostrato la natura attiva del processo di anastasi, ma hanno anche mostrato le sue due fasi distinte. Durante le prime quattro ore, le cellule subiscono enormi cambiamenti nell'espressione genica rispetto alle cellule non trattate. Eppure le cellule a un'ora dal recupero sono molto più simili tra loro di quanto non lo siano alle cellule a otto ore, che sembrano simili a quelli al segno delle 12 ore.

"Abbiamo anche scoperto che anche quando le cellule sono sull'orlo della morte, stanno segretamente arricchendo gli RNA di sopravvivenza, " Disse Montell. "Le cellule non sanno se le cose andranno meglio o peggio, quindi si aggrappano ad alcune molecole di sopravvivenza per ogni evenienza. Quindi le cellule sono pronte a riprendersi anche mentre stanno morendo".

Il team si è concentrato su un particolare RNA pro-sopravvivenza chiamato lumaca che si arricchisce sull'orlo della morte. Le cellule non producono proteine ​​dall'RNA né lo degradano; piuttosto, lo trattengono. Quando gli scienziati hanno impedito l'espressione della lumaca, le cellule non erano in grado di sopravvivere.

Hanno anche scoperto che gli RNA indotti nella fase iniziale dell'anastasi promuovono la trascrizione di altri geni, che consente alle cellule di recuperare e iniziare a dividersi. Nella fase successiva, Gli RNA cambiano ciò che producono e acquisiscono la capacità di migrare.

"Alcune cose sono espresse durante l'intero processo di recupero, compresi gli induttori dell'angiogenesi che creano nuovi vasi sanguigni, " ha osservato Montell. "Questo assomiglia molto alla guarigione delle ferite:proliferazione o migrazione cellulare per colmare il vuoto e la creazione di nuovi vasi sanguigni per nutrire il recupero.

"Va tutto bene in un normale processo benefico, " ha aggiunto Montell. "Per esempio, durante un attacco di cuore, quando le cellule del cuore sono private di ossigeno, se possono recuperare, questa è una buona notizia. Ma quando le cellule cancerose fanno la stessa cosa, è una brutta notizia. È noto che i farmaci chemioterapici e le radiazioni inducono le cellule tumorali a subire l'apoptosi. Ma l'anastasi può dare loro un modo per riprendersi dopo il trattamento".

Ora che i ricercatori hanno descritto questo meccanismo molecolare, sono particolarmente interessati alle prime fasi del recupero prima che le cellule inizino a trascrivere nuovi geni. Vorrebbero anche capire meglio gli effetti cellulari a lungo termine dell'anastasi.

"Vogliamo sapere se una cellula che si sta riprendendo dall'orlo della morte conserva una memoria epigenetica permanente dell'esperienza, "Montell ha detto. "Vogliamo anche scoprire se le cellule che hanno subito un ciclo di anastasi sono più o meno resistenti a un ciclo successivo. E, soprattutto, il meccanismo che descriviamo in questo articolo è alla base della ricaduta dopo chemio e radioterapia?"