Quello che il rivestimento di zucchero delle cellule cerca di dirvi

Le vostre cellule sono rivestite di zuccheri che immagazzinano informazioni e parlano una lingua segreta. Cosa stanno cercando di dirvi? Il vostro gruppo sanguigno, per esempio-- e, potenzialmente, che avete il cancro. La biologa e chimica Carolyn Bertozzi ricerca il modo in cui gli zuccheri sulle cellule tumorali interagiscono con (e a volte ingannano) il sistema immunitario. Scoprite come il corpo individua il cancro e come i nuovi medicinali potrebbero aiutare il sistema immunitario a sconfiggere la malattia.

Questa è una presentazione
sullo zucchero e il cancro.

Ho cominciato a interessarmi
allo zucchero all'università.

Non questo tipo di zucchero,

bensì lo zucchero descritto
dal nostro professore di biologia

nel contesto del rivestimento
delle nostre cellule.

Forse non sapevate che le cellule
sono rivestite da zucchero.

E non lo sapevo nemmeno io,

prima di andare
a queste lezioni al college,

ma a quel tempo,

e questo era, diciamo negli anni 80,

non si sapeva molto del perché
le cellule sono rivestite di zucchero.

E quando ho ritrovato i miei appunti,
quello che ho notato di aver scritto

è che il rivestimento di zucchero
sulle cellule è come quello

intorno a una M&M alla nocciola.

E si pensava che il rivestimento
di zucchero sulle cellule

fosse come un rivestimento protettivo

che in qualche modo rendeva
le cellule più forti e resistenti.

Ma adesso sappiamo, molti decenni dopo,

che è molto più complicato di così,

e che gli zuccheri sulle cellule
sono in realtà molto complessi.

E se poteste rimpicciolirvi fino
a diventare un aereo in miniatura

e volare proprio lungo la
superficie delle cellule,

potrebbe avere questo aspetto,

con caratteristiche geografiche.

Dove gli zuccheri complessi
sono questi alberi e cespugli,

salici che si muovono nel vento

e che si muovono con le onde.

E quando ho cominciato a pensare
a questi zuccheri complessi

che sono come fogliame
sulle nostre cellule,

è diventato uno dei problemi più
interessanti che abbia affrontato

da biologa e chimica.

E adesso tendiamo a
pensare che gli zuccheri

che populano la superficie delle cellule

come fossero un linguaggio.

Hanno molta informazione immagazzinata
nelle loro strutture complesse.

Ma cosa cercano di dirci?

Posso dirvi che abbiamo
alcune informazioni

che vengono da questi zuccheri,

e già si sono rivelate
incredibilmente importanti

nel mondo della medicina.

Per esempio, una cosa
che i vostri zuccheri ci dicono

è il vostro gruppo sanguigno.

Quindi, le cellule ematiche, i globuli
rossi, sono ricoperti di zuccheri,

e la struttura chimica di quegli zuccheri
determina il gruppo sanguigno.

Quindi per esempio,
so di avere il gruppo 0.

Quanti hanno il gruppo 0?

Alzate le mani.

È un gruppo comune,

e se solo pochi alzano le mani,
o non mi state seguendo

o non sapete il vostro gruppo,
e nessuna delle due cose va bene.

(Risate)

Ma per coloro che hanno lo stesso
gruppo 0 come me,

questo significa è che abbiamo
questa struttura chimica

sulla superficie delle cellule:

tre zuccheri semplici legati insieme
per creare uno zucchero più complesso.

E questo, per definizione, è il gruppo 0.

Adesso, quante persone hanno il gruppo A?

Proprio qui.

Questo significa che avete
un enzima nelle cellule

che aggiunge un altro elemento,

quello zucchero rosso,

per costruire una struttura più complessa.

E quanti hanno il gruppo B?

Diverse persone.

Avete un enzima diverso
dalle persone del gruppo A,

perciò avete una struttura
leggermente diversa,

e coloro che sono AB

hanno l'enzima dalla madre,
e l'altro enzima dal padre,

e avete entrambe queste strutture
in proporzioni più o meno uguali.

E quando tutto questo è stato capito,

e parliamo del secolo precedente,

ci ha permesso una delle procedure
mediche più importanti al mondo,

ovvero, la trasfusione di sangue.

Conoscendo il vostro gruppo sanguigno,

possiamo assicurarci,
se vi servisse una trasfusione,

che il vostro donatore
abbia lo stesso gruppo,

così che il vostro corpo
non veda zuccheri estranei,

che non gli piacerebbero e che
sicuramente rigetterebbe.

Cos'altro stanno cercando di dirci gli
zuccheri sulla superficie delle cellule?

Be', quegli zuccheri potrebbero
dirci che avete il cancro.

Alcuni decenni fa,

iniziarono ad emergere correlazioni
dall'analisi del tessuto tumorale.

E lo scenario tipico è che si individua
il tumore in un paziente,

il tessuto viene rimosso con una biopsia

e viene mandato
ad un laboratorio di patologia

dove viene analizzato per
cercare cambiamenti chimici

che potrebbero dire all'oncologo
quale sia la terapia migliore.

E quello che è stato scoperto
da studi di questo tipo

è che gli zuccheri sono cambiati

quando le cellule si trasformano
da sane a malate.

E quelle correlazionni hanno
continuato ad emergere.

Ma la grande domanda in questo
campo è stata: Perché?

Perché il cancro ha zuccheri diversi?
E che importanza ha?

Perché avviene e cosa possiamo fare

se si scopre che è correlato
al processo della malattia?

Quindi, uno dei cambiamenti che studiamo

è un aumento nella densità
di uno zucchero particolare

chiamato acido sialico.

E credo che questo sia uno
degli zuccheri più importanti

dei nostri tempi,

così vorrei incoraggiare tutti a
familiarizzarvi con questa parola.

L'acido sialico non è il tipo
di zucchero che mangiamo.

Quelli sono zuccheri diversi.

Questo è un tipo di zucchero
che in realtà si trova

a certi livelli su tutte
le cellule del corpo.

In realtà è motlo comune sulle cellule.

Ma per qualche motivo,

le cellule tumorali,
almeno in una malattia progressiva,

tendono ad avere più acido sialico

di quanto una cellula normale
e sana ne avrebbe.

E perché?

Cosa significa?

Quello che abbiamo imparato

è che ha a che fare
con il sistema immunitario.

Lasciate che vi dica quanto importante
è il vostro sistema immuniatrio

nei casi di cancro.

E credo sia una cosa che in questi giorni
è spesso nei notiziari.

Sapete, la gente ha ormai
familiarizzato con il termine

"Immunoterapia oncologica".

E alcuni di voi potrebbero
anche conoscere persone

che stanno traendo benefici da questi
nuovi modi di curare il cancro.

Quello che sappiamo è che
le vostre cellule immunitarie,

che sono i globuli bianchi nel sangue,

vi proteggono ogni giorno
da ciò che va storto,

incluso il cancro.

E quindi, in questa figura,

le piccole palle verdi sono
le vostre cellule immunitarie,

e quella grande cellula rosa
è una cellula tumorale.

E queste cellule immunitare vanno in giro
e assaggiano tutte le cellule nel corpo.

È il loro lavoro.

E la maggior parte delle volte
hanno un buon sapore.

Ma ogni tanto una cellula
ha un cattivo sapore.

Se quella è una cellula tumorale,

le cellule immunitarie
sentono un sapore sgradevole,

lanciano un attacco totale e
uccidono quelle cellule.

Sappiamo questo.

Sappiamo anche che se potete
potenziare quell'assaggio,

se si può incoraggiare le cellule
immunitarie a prendere un gran bel morso

da una cellula tumorale,

fanno un lavoro migliore nel
proteggerci dal cancro ogni giorno

e forse anche nel curare il cancro.

E adesso ci sono un paio
di medicinali sul mercato

usati per curare i pazienti di cancro

che agiscono esattamente
secondo questo procedimento.

Attivano il sistema immunitario

così che il sistema immunitario
possa essere più vigoroso

nel proteggerci dal cancro.

Infatti, uno di questi medicinali

potrebbe anche aver salvato la vita
del presidente Jimmy Carter.

Vi ricordate che il presidente Carter
aveva un melanoma maligno

che si era metastatizzato
fino al cervello,

e questa diagnosi di solito è
accompagnata da numeri

come "mesi di vita".

Ma fu trattato con uno di questi nuovi
medicinali immunostimolanti

e adesso il suo melanoma sembra
essere in remissione,

il che è incredibile,

considerando la situazione
di soli pochi anni fa.

Infatti, è anche incredibile

che affermazioni come questa:

si dice che "Il cancro sta avendo
la sua penicillina",

con questi medicinali per la
terapia immunitaria.

Cioè, è una cosa audace
da dire su una malattia

che abbiamo combattuto per molto tempo

e con la quale perdiamo la battaglia.

È molto emozionante.

Ora, cosa ha a che fare con gli zuccheri?

Be', vi dirò che cosa abbiamo imparato.

Quando una cellula immunitaria si stringe
ad una tumorale per assaggiarla,

cerca segnali di malattia

e se li trova,

la cellula si attiva e lancia un attacco
missilistico e uccide la cellula.

Ma se la cellula tumorale ha
una densa foresta di acido sialico,

be', il sapore diventa piuttosto buono.

E c'è una proteina sulle cellule
immunitarie che afferra l'acido sialico

e se questa proteina viene
trattenuta alla sinapsi

fra la cellula immunitaria
e quella tumorale,

la cellula immunitaria si addormenta.

Gli acidi siliaci dicono
alla cellula immunitaria,

"Questa cellula va bene.
Non c'è niente da vedere, vai avanti.

Cerca da un'altra parte."

In altre parole,

finché le nostre cellule indossano
un rivestimento spesso di acido sialico,

hanno un aspetto favoloso, giusto?

È fantastico.

E se potessimo rimuovere quel rivestimento

e portar via lo zucchero?

Beh, il sistema immunitario

potrebbe essere in grado di vedere
la cellula tumorale per quello che è:

una cosa che deve essere distrutta.

Ed è quello che facciamo
nel mio laboratorio.

Stiamo sviluppando nuovi medicinali

che sono praticamente
dei tagliaerba delle cellule,

molecole che scendono sulla superficie
di queste cellule tumorali

e tagliano gli acidi sialici,

così che il sistema immunitario possa
raggiungere il suo massimo potenziale

nell'eliminare quelle cellule
tumorali dal nostro corpo.

Per concludere,

lasciate che vi ricordi di novo:

le cellule sono rivestite di zuccheri.

Gli zuccheri dicono alle cellule
intorno a una cellula

se questa è buona oppure no.

E questo è importante,

perché il sistema immunitario
deve lasciare in pace quelle buone.

Altrimenti, avremmo malattie autoimmuni.

Ma ogni tanto,
il cancro sviluppa la capacità

di produrre questi nuovi zuccheri.

E adesso che capiamo

come questi zuccheri ipnotizzano
il sistema immunitario,

possiamo trovare nuove medicine
per risvegliare le cellule immunitarie,

dire loro "Ignora gli zuccheri,
mangia la cellula

e fatti un bello spuntino del cancro".

Grazie.

(Applauso)