Adductomics del DNA per l'indagine del cancro colorettale (adductomics)

Il cancro del colon-retto (CRC) si sviluppa a seguito di molteplici mutazioni genetiche che causano la trasformazione dell'epitelio intestinale normale in un carcinoma del colon-retto. Le mutazioni genetiche possono essere causate da molti eventi genetici diversi, incluso il danno chimico ai nucleosidi del DNA. Queste modifiche chimiche sono dovute sia a composti esogeni provenienti dalla dieta, dall'ambiente e dal microbiota intestinale, sia a composti endogeni prodotti dai nostri stessi processi metabolici come l'infiammazione e lo stress ossidativo. Si ritiene che tale alterazione genetica sia l'evento iniziale che porta allo sviluppo di CRC sporadico. Tuttavia, c'è poca comprensione su quali modifiche del nucleoside del DNA siano associate ad un aumento del rischio di CRC e del loro meccanismo d'azione. Lo studio di queste modificazioni nucleosidiche del DNA è stato affrontato negli ultimi anni da un nuovo campo di ricerca, chiamato DNA adductomics. La DNA adductomics utilizza le nuove strumentazioni avanzate di spettrometria di massa ad alta risoluzione (HRMS) per identificare i complessi che si formano tra i composti tossici e il DNA, in particolare gli addotti del DNA.

Alcuni studi sono stati precedentemente identificati addotti del DNA in CRC con tecnologia precedente. Tuttavia, non esiste una reale evidenza su quali addotti al DNA siano correlati a CRC sporadico, carcinoma colorettale ereditario non poliposico (HNPCC) e altre malattie come la poliposi adenomatosa familiare (FAP) che si trasforma in CRC con un rischio del 95% prima dell'età di 35. La mancanza di studi sull'uomo più recenti nell'adduttomica del DNA è principalmente dovuta alla mancanza di metodi analitici appropriati. Lo sviluppo di tali metodi richiede materiale campione sufficiente e la quantità di campione in una biopsia del colon è troppo bassa per essere utilizzata per lo sviluppo del metodo. In questo studio, il tessuto epiteliale del colon ottenuto dalla resezione del colon durante l'intervento chirurgico verrà utilizzato per sviluppare un metodo più sensibile, possibilmente consentendo l'analisi dell'addotto del DNA dalle biopsie in studi futuri. Al fine di accertare che il metodo sviluppato possa differenziare il livello di addotti al DNA tra soggetti CRC ereditati, CRC sporadici e non CRC, saranno ottenuti anche materiali da altri gruppi che arrivano in ospedale per resezioni del colon. Analizzando i materiali ottenuti in modo caso-controllo, potremmo anche essere in grado di stabilire se alcuni degli addotti del DNA differiscono tra i diversi casi di CRC o rispetto a soggetti senza cancro. Questa conoscenza dovrebbe fornire una base preliminare per suggerire approcci di prevenzione e intervento per ridurre la morbilità e la mortalità da CRC.

Tuttavia, negli studi caso-controllo, dovrebbe essere effettuata un'adeguata selezione dei soggetti assicurando l'equilibrio di genere ed età tra il gruppo di controllo e il gruppo CRC. Ciò sarà difficile nella prima parte del presente studio poiché 1) esiste una possibilità limitata di ottenere il colon resecato da soggetti sani 2) i tassi di incidenza di CRC sono notevolmente più alti negli uomini che nelle donne e 3) diversi tipi di CRC si sviluppano a tempi diversi età. È anche ovvio che un metodo basato sull'analisi delle resezioni del colon avrebbe un'applicazione limitata nella medicina preventiva. Una soluzione a questi problemi può essere l'uso di appropriati campioni surrogati come sangue, feci e urina. Infatti, poiché le lesioni del DNA possono essere rimosse dal genoma dal sistema di riparazione del DNA, sono spesso escrete nelle urine, nelle feci o nel sangue. Per sapere se possiamo sostituire i tessuti con campioni surrogati, esploreremo se esiste una correlazione tra il livello del prodotto di riparazione del DNA nei campioni surrogati e gli addotti del DNA nei tessuti del colon. La sostituzione dei tessuti del colon con surrogati, o lo sviluppo di un metodo sensibile per l'analisi del DNA da biopsie, consentirebbe una più facile raccolta dei campioni, dando la possibilità, in futuro, di eseguire studi clinici ampi e controllati, nonché un prelievo meno invasivo dai pazienti. Ciò potrebbe consentire di confermare una relazione causale tra specifici addotti del DNA e CRC, fornendo reali progressi negli approcci di prevenzione e intervento.

Infine, dopo l'identificazione degli addotti del DNA e dei prodotti di riparazione del DNA eventualmente associati al CRC, sarà importante identificare la vera causa della formazione degli addotti del DNA. Il nostro scopo finale è quindi identificare quali fattori di stile di vita, dietetici o ambientali siano eventualmente associati agli addotti del DNA e ai prodotti di riparazione del DNA identificati rispettivamente nei campioni di colon e surrogati. A tal fine, eseguiremo un profilo metabolico del siero, delle urine e delle feci, un profilo microbico delle feci e lo metteremo in correlazione con le informazioni di base sugli stili di vita dei pazienti riguardo al fumo, al consumo di alcol e all'assunzione di carne rossa, ad es. fattori sospettati di influenzare il rischio di malattie del colon.

Stabilire una relazione causale tra specifici addotti del DNA e CRC o altre malattie del colon e comprendere le cause della formazione di addotti al DNA, non solo produrrà approfondimenti molto più ricchi sui difetti molecolari, ma porterà anche a progressi negli approcci di prevenzione e intervento.