La restrizione calorica inverte i microRNA legati all'invecchiamento che aumentano il rischio di tumore al seno

Il tumore al seno è la principale causa di morte per cancro tra le donne a livello mondiale e il rischio aumenta rapidamente con l'età. La restrizione calorica (CR) è uno dei modi più riproducibili per rallentare l'invecchiamento e ritardare la comparsa di tumori negli animali, ma i meccanismi sistemici che collegano la dieta alla protezione dal cancro restano poco compresi. I microRNA circolanti sono piccoli RNA regolatori che viaggiano nel sangue e modulano l'espressione genica. Sono stabili e misurabili con un semplice prelievo di sangue, il che li rende promettenti biomarcatori candidati dell'invecchiamento e del rischio di cancro.

Il gruppo di ricerca ha studiato topi femmina MMTV-TGF-α privi di tumori, un ceppo predisposto ai tumori mammari ormono-dipendenti. Trentaquattro topi sono stati alimentati liberamente fino alla settimana 10 (giovani, n=8) e poi assegnati a alimentazione ad libitum (AL), CR cronica (CCR; 85% dell'assunzione AL, una riduzione del 15%) o CR intermittente (ICR; 40% dell'assunzione AL per una settimana, una riduzione del 60%, seguita da tre settimane di alimentazione libera). I gruppi dietetici comprendevano solo 3-4 topi per ciascun punto temporale. Il sangue è stato prelevato dopo un digiuno notturno alle settimane 10, 49-50 (adulti) e 81-82 (anziani) ed è stato analizzato con un array GeneChip miRNA 4.1. I topi ICR sono stati campionati al termine della restrizione (ICRR) o dopo la rialimentazione (ICRRF).

L'invecchiamento ha rimodellato il profilo dei microRNA circolanti. I topi AL giovani, adulti e anziani si sono separati chiaramente (PERMANOVA p=0,009). Dodici microRNA, tutti sovraregolati, differivano tra topi adulti e giovani, e 47 erano sovraregolati nei topi anziani rispetto ai giovani. I loro bersagli validati erano arricchiti nella via di segnalazione di IL-7, nella segnalazione dei GPCR, nel ciclo TCA e nella beta-ossidazione mitocondriale degli acidi grassi. Un controllo in silico dell'emolisi è stato usato per escludere una contaminazione da parte dei globuli rossi.

La CR non ha invertito globalmente questo rimodellamento. I gruppi dietetici non si separavano dai topi AL nella PCA né in età adulta (p=0,333) né in età avanzata (p=0,123). In età adulta, la CCR ha modificato 3 microRNA (1 aumentato, 2 diminuiti) e la ICR ne ha modificati 15 (11 aumentati, 4 diminuiti). In età avanzata, la CCR ha modificato 3 microRNA (tutti sovraregolati) e la ICR nessuno. Il confronto ICR tra restrizione e rialimentazione ha rilevato 4 microRNA differenti negli adulti e nessuno nei topi anziani.

Tre microRNA hanno mostrato una vera inversione dell'invecchiamento. Il miR-30e-5p circolante è aumentato con l'età (+1,59 log fold change) ed è diminuito con la CCR (-1,77). Il miR-142-5p è aumentato (+0,58) ed è diminuito con la restrizione ICR (-0,63). Il miR-494-3p è aumentato sensibilmente nei topi anziani (+3,10 rispetto ai giovani, +3,13 rispetto agli adulti) e la fase di rialimentazione ICR lo ha ridotto (-2,89). Dei 181 microRNA responsivi all'età o alla dieta, 66 erano già stati associati al tumore al seno, ma solo il miR-30e-5p era responsivo anche alla CR.

I risultati suggeriscono che la CR agisca attraverso un piccolo insieme di microRNA mirati piuttosto che tramite una riprogrammazione ampia, e che l'effetto sia più marcato quando la dieta viene valutata in età adulta rispetto all'età avanzata, indicando una possibile finestra critica di intervento. Tra i limiti: gruppi dietetici molto piccoli, un solo sesso e un modello murino transgenico, una piattaforma microarray senza validazione indipendente, una soglia di significatività permissiva (p corretto <0,1) e l'assenza sia di esiti tumorali sia di dati diretti sull'uomo.