Il tumore al seno rappresenta una delle principali cause di morbilità e mortalità a livello globale, con un rischio che coinvolge circa una donna su otto nel corso della vita. Negli ultimi anni, accanto ai fattori genetici – come le mutazioni nei geni BRCA1 e BRCA2 – e ambientali, sta emergendo un nuovo filone di ricerca che indaga il ruolo del microbiota nella modulazione dei processi tumorali. Esistono, infatti, numerose evidenze che dimostrano la presenza di una comunità microbica specifica dei tessuti mammari, le cui alterazioni possono predisporre allo sviluppo del cancro.
Ora Sheetal Parida e colleghi dell’Università Johns Hopkins (Baltimora, USA) hanno scoperto che la presenza di patogeni come Fusobacterium nucleatum, implicato nello sviluppo di malattie parodontali e diverse neoplasie, può contribuire alla comparsa del cancro al seno. Esperimenti in vitro e in modelli murini hanno confermato che questo microrganismo può colonizzare il tessuto mammario, essere internalizzato dalle cellule tumorali e promuovere danno al DNA e resistenza ai trattamenti. Le cellule con mutazione BRCA1 sono emerse come le più sensibili. Il lavoro è stato pubblicato su Cell Communication and Signaling.
F. nucleatumpromuove infiammazione e insorgenza di lesioni mammarie
I ricercatori hanno inoculato nei dotti mammari di topi selvatici (BALB/c) e immunodeficienti (NSG) due ceppi batterici: F. nucleatum ATCC23726, procurato dalla ATCC, American Type Culture Collection , e Fn146CP isolato da carcinoma colorettale. Il batterio era molto più diffuso nei tessuti neoplastici rispetto ai controlli, in cui ha favorito la comparsa di lesioni e con maggiore severità – dal punto di vista sia della quantità sia delle dimensioni. Queste alterazioni si associavano a infiammazione, danno al DNA e proliferazione cellulare – tra cui mastociti, macrofagi e neutrofili. Nei topi BALB/c l’infiammazione ha favorito la comparsa di necrosi e il reclutamento di cellule B, cellule T, plasmacellule.
Sviluppo di metastasi associate all’infezione
Per valutare l’impatto diretto di F. nucleatum sulle cellule tumorali, i ricercatori hanno co-coltivato due ceppi (FN27236 e FN146CP) con campioni rappresentativi dei principali sottotipi di carcinoma: luminale (MCF7), triplo negativo (HCC1806, HCC1937) e infiammatorio (SUM149, MDA-MB-IBC3). In tutti i casi, il batterio è stato internalizzato e ha determinato un aumento della morte cellulare, con una variabilità compresa tra il 5% e il 50% a seconda della linea, insieme a una ridotta sensibilità ai trattamenti farmacologici (olaparib e doxorubicina). Le cellule neoplastiche mostravano, inoltre, forte capacità di autorinnovamento, con una sovraespressione di ALDH1 – un marcatore di cellule staminali tumorali – e maggiore formazione di mammosfere – strutture tridimensionali che riflettono la presenza di cellule con caratteristiche staminali. Negli animali, invece, l’esame istologico ha evidenziato nei gruppi esposti a F. nucleatum un aumento di marker implicati nella proliferazione cellulare, come Ki67 e PCNA. L’intero gruppo sperimentale ha sviluppato metastasi polmonari diffuse, contro appena il 20% del gruppo di controllo.
Danno al DNA e attivazione di circuiti oncogenici
Le analisi genetiche hanno rivelato alterazioni nell’espressione di oltre 1.300 geni rispetto ai controlli, con una sovraregolazione di geni associati alla formazione di metastasi a discapito di quelli associati ai meccanismi di riparazione del danno al DNA. Inoltre, è stata osservata l’attivazione di numerosi circuiti oncogenici – tra cui EMT, mTOR, Myc, KRas e Wnt/β-catenina – e una profonda riprogrammazione cellulare, con la prevalenza di percorsi chiave come il metabolismo degli acidi grassi e segnali di rottura a doppio filamento. Inoltre, F. nucleatum ha facilitato il reclutamento del complesso MRN (MRE11, Rad50 e NBS) nei siti di danno, innescando l’attivazione di chinasi chiave come ATM, Chk2, BRCA1 e Rad51.
Mutazioni BRCA1: quando la genetica amplifica l’effetto del microbiota
Esperimenti in vitro e analisi funzionali hanno rivelato una maggiore suscettibilità delle linee cellulari con mutazione di BRCA1, tumorali (HCC1937 e SUM149) ed epiteliali (MCF10A), ai danni genomici indotti da F. nucleatum. I risultati mostrano un reclutamento iniziale di RAD51, che ne determina in seguito una riduzione dei livelli funzionali, insieme a una sovraespressione di proteine coinvolte nel meccanismo di riparazione NHEJ – meno accurato e potenzialmente promotore di instabilità genomica – come DNA-PKcs. La maggiore vulnerabilità era dovuta, inoltre, alla forte presenza di specifici residui zuccherini (Gal-GalNAc) sulla superficie di tutte le cellule MCF10A portatrici di mutazioni in geni chiave (TP53, PIK3CA, KRAS e BRCA1) che facilitano l’adesione e l’ingresso batterico.
Persistenza nelle generazioni successive
Anche un’esposizione limitata a F. nucleatum è sufficiente a determinare una colonizzazione persistente, rilevabile nelle generazioni successive. In particolare, le cellule progenie mantengono un’attivazione prolungata di DNA-PKcs, indicativa di un accumulo progressivo di danni al DNA.
Parallelamente, nelle cellule tumorali (HCC1937 e SUM149) esposte al batterio l’analisi trascrittomica ha rilevato l’attivazione di geni come Defender Against Apoptosis 1 (DAD1), anche dopo più cicli di divisione, indicativa di un vantaggio proliferativo e di resistenza alla morte cellulare. Nonostante circa il 30-40% delle donne portatrici di mutazioni BRCA1 non sviluppi neoplasia, questi dati suggeriscono che fattori esterni, come il microbiota, possano contribuire alla carcinogenesi.
Conclusioni
F. nucleatum contribuisce alla carcinogenesi mammaria attraverso meccanismi multipli, tra cui danno al DNA, modulazione immunitaria e interazione con fattori genetici. Questi risultati aprono nuove prospettive nello studio dell’asse microbiota-tumore e nel potenziale sviluppo di strategie terapeutiche innovative basate sulla modulazione del microbioma.
