Secondo parziale Biologia cellulare - A.A 2023/2024

DNA

Infiammazione promossa dal tumore…

Alcuni tumori sono densamente infiltrati da cellule appartenenti sia al sistema immunitario innato

che adattativo, riflettendo perciò le condizioni infiammatorie dei tessuti non neoplastici.

Paradossalmente e

inaspettatamente, questa risposta

infiammatoria è in grado di

intensificare la tumorigenesi e la

progressione tumorale, aiutando le

neoplasie allo stadio iniziale ad

acquisire nuove capacità.

L’infiammazione può contribuire ai

diversi hallmarks fornendo molecole

bioattive al microambiente

tumorale, inclusi fattori di crescita,

fattori di sopravvivenza, fattori pro-

angiogenici, enzimi che modificano

la matrice extracellulare facilitando

processi come l’angiogenesi,

l’invasione e la metastatizzazione.

Infine, l’infiammazione può provocare il rilascio di specie reattive dell’ossigeno, sostanze altamente

mutagene che possono accelerare l’evoluzione genetica delle cellule tumorali verso un fenotipo più

maligno.

Il differenziamento cellulare è il processo con cui le cellule

acquisiscono le proprietà di specializzazione che

distinguono i diversi tipi cellulari. Una volta acquisite

queste caratteristiche di specializzazione, normalmente le

cellule perdono la capacità di dividersi. Le nuove cellule si

originano dalle divisioni cellulari che avvengono nello

strato basale della pelle. In media, ogni volta che una

cellula basale si divide, dà origine a due cellule con destini

differenti. Una delle due cellule resta nello strato basale e

conserva la capacità di dividersi, mentre l’altra perde la

capacità di dividersi e si differenzia appena lascia lo strato

basale e si sposta verso la superficie esterna della

pelle. Nel corso del processo di differenziamento, la cellula

in migrazione gradualmente si appiattisce e comincia a

sintetizzare cheratina, la proteina strutturale che

conferisce resistenza meccanica agli strati esterni della

pelle. Infine, la cellula muore e si desquama dalla superficie

esterna della pelle. Le cellule dello strato basale sono un

buon esempio di cellula staminale: un tipo di cellula che

può dividersi per formare più cellule uguali a sé stesse o cellule destinate a diventare più

specializzate. Nella pelle normale, una delle due cellule prodotte da ciascuna divisione cellulare

resta nello strato basale e conserva la capacità di dividersi, mentre l’altra si allontana dallo strato

basale, perde la capacità di dividersi e, infine, muore. Quest’organizzazione assicura che non si

verifichi un aumento del numero di cellule che si dividono. Un fenomeno simile si verifica nel

midollo osseo, dove le divisioni cellulari generano nuove

cellule del sangue, che sostituiscono quelle invecchiate che

vengono distrutte. La stessa cosa avviene nel rivestimento

tratto gastrointestinale, dove le divisioni cellulari danno

origine a nuove cellule che rimpiazzano quelle che si

staccano dalla superficie interna dello stomaco e

dell’intestino.

In ognuna di queste situazioni, la divisione cellulare è

perfettamente bilanciata dal differenziamento e dalla morte

cellulare, in modo che non vi sia un accumulo di cellule in

divisione.

Nei tumori, questo tipo di organizzazione finemente

bilanciata è alterata e la divisione cellulare è disaccoppiata

dal differenziamento e dalla morte cellulare.

Di conseguenza, alcune divisioni cellulari danno origine a

due cellule che continuano entrambe a dividersi,

determinando così un aumento del numero di cellule che si

dividono. Se le cellule si dividono rapidamente, il tumore

cresce velocemente; se le cellule si dividono più lentamente,

il tumore cresce più lentamente. Tuttavia,

indipendentemente dalla velocità delle divisioni cellulari, il

tumore continua a crescere, poiché sono prodotte nuove

cellule in numero maggiore rispetto a quello necessario. A

mano a mano che le cellule in divisione si accumulano,

l’organizzazione e la funzionalità normali del tessuto

vengono gradualmente alterate.

In base alle differenze nelle loro modalità di crescita, i tumori sono classificati come benigni o

maligni. Un tumore benigno si accresce in un’area locale confinata e di rado risulta pericoloso.

I tumori maligni sono in grado di invadere i tessuti circostanti, di entrare nel circolo sanguigno e

di diffondersi in zone corporee distanti. Il termine cancro si riferisce a qualunque tumore maligno,

ma in particolare alle cellule maligne che possono diffondersi dalla loro localizzazione di origine

ad altri siti. 03.05

Il cancro insorge attraverso un processo multifasico che include l’inizio, la promozione e la

progressione del tumore.

Nonostante il ruolo prominente

giocato dalle mutazioni, lo

sviluppo del cancro richiede

fasi multiple. In primo luogo, le

cellule normali vengono

convertite in uno stadio

precanceroso, che le

sensibilizza a ulteriori

cambiamenti che portano al

cancro: un processo noto come inizio. In secondo luogo, vi è un lungo e graduale processo di

promozione, che comporta l’esposizione ripetuta di cellule sensibilizzate ad agenti che promuovono

il cancro. Infine, una volta che il tumore si è formato, esso cresce e si differenzia nel processo di

progressione del tumore. Non c’è piu il P53 che controlla il genoma, che ferma il ciclo cellulare

finche non è riparato.

La mutazioni sono indotte, la differenza la fa una quantità dell’agente mutageno sottoposto: se le

mutazioni, che sono rare e casuali, possono essere indotte dagli agenti chimici, fisici e biologici.

L’esposizione per periodi prolungati tende a far aumentare le mutazioni e non riesce piu a

controllare il ciclo cellulare. Le prime o poche mutazioni che riguardano i geni che controllano il

ciclo cellulare segna in maniera definita la cellula che inizia un percorso di iniziazione: cellula

destinata a diventare

cancerosa. Diventa cancro

quando c’è la promozione

della trasformazione cioè

l’esposizione a piu agenti

mutageni che sono molteplici

tante quante le mutazione, si

passa coi a una fase di

promozione. La fase di

progressione è quando la

cellula ha tutte e sei le caratteristiche principali: evasione e apoptosi, autosufficienza nei segnali

proliferativi, insensibilità ai segnali antiproliferativi, invasione dei tessuti e metastasi, potenziale

replicativo illimitato e aumento di angiogenesi. Ad oggi, questo processo è irreversibile: non

disferenziarle

riusciamo a e farle tornare indietro: è una via unidirezionale.

Oncosopressore (P53) se

mutato la cellula diventa

tumorale.

Le uniche mutazioni che

trasformano le cellule da

normale a cancerosa è quella

sui protooncogeni.

Se il cromosoma va incontro

a duplicazione e se quella

parte è quella che porta dei

geni convolti del ciclo

cellulare, se prima ne avevo

una, post duplicazione avrò

n molecole che mi altera il

ciclo cellulare. Tutte le

anomalia cromosomiche non

portano solo a malattie, ma

anche a queste mutazioni

che se hanno geni

protooncogeni

trasformandolo in oncogeno. Cancro alla mammella…

È dovuto alla traslocazione (creano piu

danni, coinvolte anche nell’insorgenza del

cancro alla mammella), il recettore

tirosinchinasico viene traslocato vicino a

un promotore di un gene che è sempre

espresso modificano la sua trascrizione e

modificazione che porta alla traforazione

della cellula epiteliale della mammella a

cancro alla mammella.

Anche le inversioni possono essere letali:

l'oncogène TRK è generato da un'inversione

cromosomica che connette segmenti di due geni

presenti sullo stesso cromosoma. Uno di questi

geni (NTRK 1) codifica per il recettore di un

fattore di crescita che mostra attività tirosin-

chinasica, mentre l'altro (TPM3) codifica per la

tropomiosina non muscolare. L'inversione fa sì

che un'estremità del gene TPM3 si fonda con

l'estremità opposta del gene NTRK1. L'oncogène

TRK che ne deriva codifica per una proteina di

fusione in cui il segmento della tropomiosina

determina la dimerizzazione della regione

recettoriale, attivando permanentemente il suo

dominio tirosin-chinasico.

CELLULE STAMINALI

Differenziamento: è alla base delle cellule che compongono il nostro corpo. Le cellule hanno

funzioni di base: respirazione, crescita, diversione e sintesi. Ogni cellula si differenzia perché

prende caratteristiche peculiari di quella determinata cellula. Abbiamo 200 differenti tipi cellulari

nel corpo umano. Per acquisire queste caratteristiche peculiari che vanno oltre alle funzioni di

base, a mano a mano che le cellule

differenziano, abbiamo cellule che

raggiungono il max livello di differenziazione

perendo così altre capacità, tra cui quella di

dividersi mitoticamente. Quando la cellula si

differenzia si rispecchia anche sulla

morfologia raggiungono una forma

particolare che dipende dalla funzione.

Nelle nostre cellule abbiamo 30triglioni di

cellule e alcune di esse non sono rinnovabili

perché hanno raggiunto il grado max di

differenziazione che possiamo avere:

- cellule altamente differenziate non

sono riattivabili (permanenti):

permanermene in G0. Entrare in G0

non significa che muore, anzi,

continua ad avere la sua funzione.

- cellule potenzialmente rinnovabili:

G0 lunga, non si dividono

costantemente, ma si riattivano

facilmente con la classica divisione

cellulare: origina due cellule figlie dello stesso tipo, ottengo lo stesso tessuto che avevo

prima, anche se aveva una mutazione (se c’era tumore, il tumore rimane).

- cellule continuo rinnovamento: G0 corta o assente. Vengono continuamente rimpiazzate,

infinte divisioni cellulare - i loro telomeri non si accorgano, da cellule staminali o

progenitrici:

non differenziate

o possono dividersi senza limitazioni

o

Dopo la divisione, la cellula figlia puo rimanere una cellula staminale o puo differenziare

che sostituisce la cellula morta. Una cellula quando diventa differenziate non è capace di

generare una cellula staminale, solo differenziate. Solo la cellula staminale da origine a una

divisione asimmetrica: cioè che da origine sia a una cellula staminale (indifferenziata, con

le caratteristiche della madre), ma anche una cellula differenziata. 09.05

La cellula non specializzata, la cellula

staminale, è presente in tutti gli organismi

viventi ed è dotata essenzialmente di due

caratteristiche:

- autorinnovamento: capacità di generare

una cellula indiffer