[SCIENCE MONDAY] - Senescenza cellulare e trasformazione tumorale: un equilibrio tra proliferazione e stress ossidativo

La senescenza cellulare è un processo attraverso cui le cellule smettono di dividersi, pur restando metabolicamente attive. Questo fenomeno può comparire in cellule normali durante l’invecchiamento, oppure in cellule tumorali, sia spontaneamente che come risposta a stimoli che bloccano la crescita. In tutti questi casi, il livello di specie reattive dell’ossigeno (ROS) – molecole legate allo stress ossidativo – svolge un ruolo cruciale, influenzando l’equilibrio interno (redox) della cellula.

Questo studio ha analizzato il rapporto tra senescenza e trasformazione cellulare, confrontando tre tipi di colture derivate dalla linea cellulare NIH/3T3:

• NIHb, usata come riferimento;
• NIHs, con caratteristiche di trasformazione tumorale;
• NIHv, con caratteristiche di senescenza.

Le cellule sono state osservate prima e dopo l’esposizione al perossido di idrogeno (H₂O₂), una molecola che induce stress ossidativo. Questo modello sperimentale vuole rappresentare la eterogeneità delle popolazioni cellulari che si possono trovare in alcuni tumori, dove convivono cellule più o meno trasformate o senescenti.

L’analisi morfologica e funzionale ha riguardato vari aspetti: il ciclo cellulare, il contenuto e l’attività di mitocondri e lisosomi, la produzione di anione superossido, l’attività autofagica e l’accumulo del pigmento lipofuscina, che è un indicatore di invecchiamento cellulare.

I risultati hanno mostrato che:

• nelle cellule di riferimento (NIHb), l’effetto del trattamento con H₂O₂ è stato minimo;
• nelle cellule senescenti (NIHv), la condizione di senescenza si è mantenuta stabile;
• nelle cellule trasformate (NIHs), invece, si sono osservati cambiamenti significativi.

In particolare, le NIHs hanno acquisito tratti tipici della senescenza, come la positività all’enzima SA-β-galattosidasi, la riduzione della proliferazione e modifiche nella funzione dei mitocondri e dei lisosomi. Inoltre, l’aumento dell’autofagia e dell’accumulo di lipofuscina suggerisce che anche il citoplasma di queste cellule assuma caratteristiche tipiche di uno stato senescente.

Le diverse risposte all’H₂O₂ sembrano dipendere non solo dall’attività proliferativa di base, ma anche dallo stato redox specifico di ciascun tipo cellulare, ossia dal bilancio tra ROS prodotti internamente e quelli generati dal trattamento.

Nel caso delle cellule NIHs, la rallentata progressione del ciclo cellulare è risultata collegata a un dialogo dinamico tra mitocondri e lisosomi. Questo indica che, in alcune cellule trasformate, la modulazione dello stato redox può indurre l’espressione di caratteristiche morfologiche e funzionali tipiche della senescenza.