Le molecole di DNA posso subire cambiamenti detti “mutazioni“, generalmente dovuti a danneggiamenti della struttura molecolare. Tutti gli organismi possiedono sistemi enzimatici in grado di riparare buona parte di questi danneggiamenti.
Una piccola parte di questi non viene riparata e ha luogo la mutazione, con conseguente modifica della sequenza di istruzioni per creare le proteine cellulari. Questa modifica nelle istruzioni può essere trasmessa alle future generazioni di cellule.
Le cellule si possono dividere in due categorie:
- le cellule “somatiche”:
quelle che compongono tutto l’organismo tranne alcune parti dell’apparato riproduttivo; sono dotate di 46 cromosomi;
- cellule “germinali”:
sono coinvolte nella riproduzione dell’organismo; sono dotate di 23 cromosomi.
Una sostanza genotossica può creare lesioni al DNA che, pur essendo dannose, non necessariamente verranno trasmesse da cellula a cellula o da generazione a generazione; un tipo di genotossicità molto pericolosa è la mutagenicità, in quanto le mutazioni che intervengono nelle cellule germinali possono essere trasmesse ai discendenti in forma di disordini genetici; le mutazioni che avvengono nelle cellule somatiche non possono essere trasmesse ai discendenti, ma si possono evolvere in tumori.
Va detto che una mutazione non è necessariamente dannosa, come le mutazioni spontanee correlate all’evoluzione di ogni specie vivente, legate all’adattamento a nuovi climi o situazioni ambientali; queste sono mutazioni delle cellule germinali che, trasmettendosi alla discendenza, creano le condizioni affinchè si applichi la selezione naturale (una mutazione dell’organismo tesa a rinforzarlo invece che a indebolirlo farà prevalere il nuovo modello rispetto al precedente). Di questo tipo sono le mutazioni che permettono a virus e batteri di adattarsi e diventare resistenti ai farmaci, per esempio.
Invece le mutazioni che avvengono specificamente nelle cellule somatiche (cioè di fatto in tutte le cellule dell’organismo tranne quelle germinali) sono strettamente correlate al cancro.
Circa il 70% dei tumori indotti da sostanze chimiche sono il risultato di mutazioni genetiche; i tumori restanti seguono meccanismi d’azione diversi.
Due fenomeni importanti spiegano la relazione fra mutazione genetica e cancerogenesi:
1. esistono geni, denominati proto-oncogeni, che sono normalmente coinvolti nella proliferazione e nello sviluppo cellulare; quando questi subiscono una mutazione (fase di iniziazione del tumore), possono trasformarsi in geni denominati oncogeni, che stimolano la trasformazione delle cellule normali in cellule tumorali (fasi di promozione e successiva progressione, quest’ultima caratterizzata dall’evoluzione maligna del tumore).
2. un altro meccanismo importante è l’inattivazione dei geni soppressori dei tumori, togliendo loro la normale funzione di riduzione della proliferazione cellulare; questo processo alimenta le fasi di promozione e progressione del tumore.
[Bibliografia specifica: E.P.Solomon, L.R.Berg, D.W.Martin: Biologia (4a ed., 2006), Edises;
J.Timbrell: Introduction to Toxicology (3rd ed., 2002), CRC Press;
Casarett & Doull’s: Tossicologia (6a ed., 2007), EMSI].