Smog e tumore al polmone: uno studio dell’Università di Bologna individua un possibile meccanismo molecolare

Il legame tra inquinamento atmosferico e tumori polmonari è noto da tempo alla comunità scientifica, ma i meccanismi biologici che trasformano l’esposizione allo smog in una malattia oncologica restano ancora oggetto di ricerca. Un nuovo studio guidato da un gruppo di ricercatrici e ricercatori dell’Università di Bologna aggiunge un tassello importante alla comprensione di questo processo, individuando uno dei possibili passaggi molecolari che collegano l’inquinamento allo sviluppo del tumore.

La ricerca, pubblicata sulla rivista scientifica Protein Science, mette al centro l’interazione tra il nichel presente nel particolato atmosferico e una proteina chiamata NDRG1, coinvolta in numerosi processi cellulari fondamentali. Lo studio suggerisce che una modifica chimica della proteina possa funzionare come una sorta di “interruttore tumorale”, influenzando il comportamento delle cellule e favorendo condizioni associate alla progressione del cancro ai polmoni.

Il ruolo della proteina NDRG1 nello sviluppo del tumore

La proteina NDRG1 svolge funzioni essenziali nel funzionamento delle cellule. Partecipa alla regolazione della crescita, della differenziazione e della proliferazione cellulare, oltre a essere coinvolta nel metabolismo dei lipidi e nei meccanismi di risposta allo stress.

Quando questi processi vengono alterati, la proteina può contribuire alla comparsa di condizioni patologiche. Numerosi studi hanno già evidenziato che livelli anomali di NDRG1 sono associati a tumori più aggressivi, prognosi meno favorevoli e maggiore resistenza ai trattamenti chemioterapici.

Nel caso specifico del tumore al polmone, l’interazione tra NDRG1 e alcune componenti presenti nello smog – tra cui il nichel – potrebbe avere un ruolo rilevante nel favorire la progressione della malattia. Il nichel è infatti uno dei metalli che si trovano nel particolato atmosferico generato dalle attività industriali e dal traffico.

La regione “disordinata” della proteina come interruttore molecolare

Per comprendere in che modo questo processo possa avvenire, il gruppo di ricerca si è concentrato sulla parte terminale della proteina NDRG1. Questa regione viene definita dagli scienziati “intrinsecamente disordinata”, perché non possiede una struttura rigida e stabile, ma può assumere configurazioni diverse a seconda delle molecole con cui entra in contatto.

Proprio questa flessibilità consente alla proteina di svolgere funzioni regolatorie fondamentali. Attraverso tecniche sperimentali avanzate e metodi computazionali sofisticati, i ricercatori hanno osservato che quando a questa regione si aggiungono specifici gruppi chimici – chiamati gruppi fosfato – si attiva un meccanismo noto come fosforilazione.

La fosforilazione modifica le proprietà elettriche della proteina e genera una repulsione elettrostatica che ne cambia il comportamento all’interno della cellula. In particolare, il processo provoca il distacco della proteina dalle membrane cellulari, consentendole di partecipare a nuove vie di segnalazione intracellulare.

Questa trasformazione modifica anche il modo in cui la proteina interagisce con il nichel presente nell’ambiente cellulare.

Nuove prospettive per lo sviluppo di terapie mirate

Secondo gli autori dello studio, la fosforilazione della regione terminale di NDRG1 potrebbe quindi agire come un vero e proprio interruttore molecolare capace di influenzare la localizzazione della proteina e le sue funzioni biologiche.

Comprendere questo meccanismo a livello molecolare apre nuove prospettive nel campo della ricerca oncologica. Se si riuscisse a intervenire su questo processo, modulando o bloccando l’attivazione dell’interruttore, potrebbe diventare possibile sviluppare strategie terapeutiche mirate contro alcune forme di tumore al polmone.

Il lavoro è stato coordinato da Barbara Zambelli, professoressa del Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie dell’Università di Bologna. La prima autrice dello studio è Noemi Carosella, dottoranda coinvolta nella ricerca.

Il gruppo scientifico che ha partecipato allo studio comprende anche Ylenia Beniamino, Valentina Roncassaglia, Lucrezia Serra e Stefano Ciurli, tutti appartenenti allo stesso dipartimento dell’ateneo bolognese.

La ricerca è stata realizzata con il sostegno della Fondazione del Monte di Bologna e Ravenna e della Fondazione Carisbo, che hanno contribuito al finanziamento delle attività scientifiche.

Il lavoro è stato pubblicato con il titolo “Phosphorylation disrupts the interaction between the intrinsically disordered region of the oncogenic NDRG1 and lipid vesicles”.