Le linee cellulari V79 e Caco-2: due modelli per studi in vitro di epi-mutagenesi

It has been known that some substances, not classifiable as mutagens, are actually epigenetic modulators and induce changes in DNA methylation, in the acetylation / deacetylation of histones and can modify the endo-cellular synthesis of some miRNAs. By inducing epigenetic modifications, they do not cause genetic mutations, they escape the mutagenesis and carcinogenesis tests but can equally induce phenotypic effects similar to those of a mutagen / carcinogen. For years arsenic, a well-known high-dose poison, a contaminant of drinking water, has been the subject of debates on its low-dose mutagenicity. Used, unexpectedly, in the chemotherapy of some cancers, it showed mutagenic effects so that the scientific community, until a few years ago, did not classify it as a mutagen. Some responses have recently come from the use, in our lab, of stabilized cell lines, such as the V79-Cl3 cells from Hamster Chinese, with which was clarified that arsenic, at doses similar to those contained in drinking water, is not a mutagen but an epimutagen that is a substance capable of inducing epigenetic changes (in particular in DNA methylation), modifications which, under certain conditions, can indirectly lead to equally problematic situations for the cell or for an organism. Another cell line used as a model is represented by Caco-2 cells. This cell line, obtained from human colon carcinoma, if properly cultivated up to the differentiation of cells, can also represent a model of normaloid intestinal epithelium on which it is possible to perform compatibility studies, toxicity, genotoxicity and epigenotoxicity tests. Preliminary methylomic studies, carried out in our lab, have given interesting indications that the extracts of some foods are able to contrast the epi-mutagenic effect of arsenic opening exciting scenarios of applied research, useful to the recent trend of the agro-food industry, such as the "functionalizing" of food or drinks.

È da pochi anni noto che alcune sostanze, non classificabili come veri e propri mutageni, sono in realtà dei modulatori epigenetici ed inducono cambiamenti nella metilazione del DNA, nella acetilazione/deacetilazione degli istoni e possono modificare la sintesi endocellulare di alcuni miRNA. Inducendo modificazioni epigenetiche non causano mutazioni genetiche, sfuggono ai test di mutagenesi e carcinogenesi fino ad ora utilizzati ma possono ugualmente avere effetti fenotipici simili a quelli di un mutageno/carcinogeno. Per anni l’arsenico, noto veleno ad alte dosi, contaminante obbligato delle acque potabili, è stato oggetto di dibattiti sulla sua mutagenicità a basse dosi. Utilizzato, paradossalmente, come chemioterapico in alcune terapie oncologiche, mostrava effetti mutagenetici non coerenti a tal punto che la comunità scientifica, fino a qualche anno fa, non lo aveva classificato come mutageno. Alcune risposte sono venute recentemente proprio dall’uso, nel nostro laboratorio, di linee cellulari stabilizzate di laboratorio, come ad esempio le cellule V79-Cl3 di Hamster chinese, con le quali è stato possibile contribuire a chiarire che l’arsenico, a basse dosi, compatibili con quelle contenute nelle acque potabili, non è un mutageno ma un epi-mutageno cioè una sostanza in grado di indurre modifiche epigenetiche (in particolare nella metilazione del DNA), modifiche che, in certe condizioni possono indirettamente sfociare in situazioni ugualmente problematiche per la cellula o per un organismo. Un’altra linea cellulare usata come modello è rappresentata dalle cellule Caco-2. Questa linea cellulare, ottenuta da carcinoma di colon umano, se opportunamente coltivata fino alla differenziazione delle cellule, può anche rappresentare un modello di epitelio intestinale normaloide su cui fare studi di compatibilità, tossicità, genotossicità ed epi-genotossicità di sostanze. Studi metilomici preliminari, condotti nel nostro laboratorio, hanno dato interessanti indicazioni che gli estratti di alcuni cibi sono in grado di contrastare l’effetto epi-mutagenetico dell’arsenico aprendo avvincenti scenari di ricerca applicata, utili alla recente tendenza del settore agro-alimentare industriale, quale quella di “funzionalizzare” cibi e bevande.