Quando la cellula “crede” di dover vivere..per sempre: la cancerogenesi come distorsione dell’informazione biologica
Per oltre un secolo la biologia ha interpretato il tumore o neoplasia come il risultato di una progressiva accumulazione di mutazioni genetiche.
Una visione che ha permesso enormi avanzamenti nella comprensione dei meccanismi cellulari, ma che forse non riesce ancora a contenere l’intera complessità del fenomeno oncologico. Perchè tale fenomeno và di fatto con siderato nella sua dimensione di interezza e non solo come singolo evento.
Negli ultimi decenni, infatti, la ricerca ha mostrato come la trasformazione tumorale non dipenda esclusivamente da mutazioni casuali del DNA, ma coinvolga sistemi di regolazione assai più profondi: epigenetica, metabolismo cellulare, signaling intracellulare, stato infiammatorio cronico, bioelettricità di membrana, organizzazione del microambiente tissutale e controllo telomerico.
Il cancro, allora, potrebbe non essere soltanto una “malattia genetica”. Possiamo pensare che potrebbe rappresentare qualcosa di più sottile: una progressiva alterazione dei sistemi attraverso cui la cellula interpreta il proprio contesto biologico.
Ovviamente è una ipotesi data da studi sulla materia in questione. La ricerca continua, e gli approfondimenti che permettono di allargare gli orizzonti ci portano all’epigenetica e da qui, si apre un mondo.
Il paradosso dei telomeri
I telomeri costituiscono le estremità protettive dei cromosomi.
La loro funzione è impedire che il DNA perda informazione durante le replicazioni cellulari. Ogni divisione cellulare comporta un fisiologico accorciamento telomerico. Quando questo processo supera una certa soglia critica, la cellula entra in senescenza oppure va incontro ad apoptosi. È uno dei grandi meccanismi di protezione contro la proliferazione incontrollata.
Eppure il sistema telomeri/telomerasi nasconde un paradosso biologico straordinario. Se il telomero si accorcia troppo rapidamente, il tessuto invecchia. Se invece il telomero continua ad essere mantenuto artificialmente lungo, la cellula può acquisire caratteristiche di immortalità replicativa.
È esattamente ciò che avviene in molte neoplasie, dove la riattivazione della telomerasi — attraverso il promotore TERT — permette alla cellula tumorale di superare il limite replicativo di Hayflick.
Il sistema che protegge la vita cellulare diventa così il sistema che rende possibile la proliferazione tumorale.
La cellula interpreta segnali
La biologia moderna ha ormai dimostrato che la cellula non risponde passivamente agli stimoli.
Essa interpreta continuamente segnali provenienti dall’ambiente:
- fattori di crescita;
- gradienti chimici;
- stati metabolici;
- segnali infiammatori;
- variazioni ioniche;
- potenziali di membrana;
- interazioni meccaniche;
- disponibilità energetica.
Vie intracellulari come MAPK, PI3K-AKT e mTOR rappresentano autentici sistemi di elaborazione informazionale biologica. In condizioni normali tali pathway consentono alla cellula di comprendere se:
- proliferare;
- fermarsi;
- differenziarsi;
- ripararsi;
- oppure morire.
Ma cosa accade quando questo sistema interpretativo si altera?
Il “nutriente fantasma”
Una delle ipotesi più affascinanti emerse negli ultimi anni della systems biology è che la cellula tumorale possa progressivamente perdere la corretta percezione del proprio contesto. Non si tratterebbe soltanto di una mutazione genetica, ma di una distorsione persistente dei sistemi di signaling.
In questo scenario, pathway proliferativi potrebbero essere attivati da segnali aberranti continui, inducendo la cellula a comportarsi come se esistessero condizioni favorevoli alla crescita anche quando tali condizioni non esistono realmente.
La cellula, in altre parole:
- “crede” di trovarsi in ambiente permissivo;
- “crede” di dover proliferare;
- “crede” di dover sopravvivere ad ogni costo.
Una sorta di “nutriente fantasma” biologico. Non necessariamente una sostanza materiale, ma una falsa autorizzazione informazionale alla crescita.
Dal gene alla biofisica
A questo punto il problema si sposta. Non basta più chiedersi quali geni siano mutati.
Occorre chiedersi come il sistema cellulare perda la propria coerenza regolativa. Entrano così in gioco:
- epigenetica;
- stati infiammatori cronici;
- stress ossidativo;
- alterazioni metaboliche;
- microambiente tissutale;
- regolazione telomerica;
- complesso shelterin;
- signaling redox;
- bioelettricità cellulare.
Tutti questi fattori convergono nel modificare la stabilità strutturale e informazionale della cellula. A livello terminale, tale perdita di equilibrio potrebbe manifestarsi come alterazione della coerenza biofisica locale che sostiene l’organizzazione molecolare del sistema vivente.
La Teoria dei Furrows e la perdita di ordine informazionale
È in questo spazio teorico che si inserisce la Teoria dei Furrows . La teoria ipotizza che memoria biologica, persistenza cellulare e organizzazione funzionale possano essere comprese come fenomeni di conservazione dell’informazione nello spazio-tempo biologico.
In questa prospettiva:
- l’invecchiamento non rappresenterebbe soltanto una perdita di materia;
- ma una progressiva perdita di ordine informazionale;
- mentre la cancerogenesi potrebbe costituire il superamento patologico della soglia di equilibrio tra conservazione e limite replicativo.
Il tumore non sarebbe quindi solo una crescita cellulare incontrollata, ma anche una alterazione della “lettura” biologica del contesto. Una distorsione persistente della percezione cellulare.
Oltre la genetica?
Naturalmente tutto questo resta, almeno in parte, una costruzione teorica ancora aperta alla verifica sperimentale. Ma la direzione della ricerca contemporanea sembra sempre più orientata verso una visione integrata:
- genetica;
- epigenetica;
- biochimica;
- fisica dell’informazione;
- dinamiche energetiche;
- organizzazione sistemica.
Forse il futuro della biologia non consisterà nel sostituire un paradigma con un altro, ma nel comprendere come ogni livello — molecolare, energetico, informazionale e temporale — rappresenti una diversa espressione dello stesso fenomeno fondamentale: la capacità della vita di conservare ordine contro l’entropia.
