Che cos'è l'arresto del ciclo cellulare?

L'arresto del ciclo cellulare è un punto di arresto nel ciclo cellulare, in cui non è più coinvolto nei processi che circondano la duplicazione e la divisione. Il ciclo cellulare naturale include una serie di punti di controllo che consentono alla cellula di determinare se procedere con la divisione o l'arresto. Queste soste possono anche essere indotte da fattori esterni come l'esposizione alle radiazioni o i farmaci usati per controllare la crescita cellulare. La ricerca sull'arresto del ciclo cellulare fornisce informazioni importanti su come le cellule si regolano e cosa succede quando questi processi vanno male.

Le fasi del ciclo cellulare iniziano con G1, quando una cella si prepara a duplicarsi. Durante la fase S, copia attivamente il suo materiale genetico, chiamato acido desossiribonucleico (DNA), e in G2 ha l'opportunità di riparare il danno prima della M, mitosi. Dopo la mitosi, le cellule possono entrare di nuovo in G1 o andare in G0, dove riposano. In ciascuna di queste fasi, un checkpoint interrompe temporaneamente il ciclo cellulare per consentire alla cella di decidere se deve continuare. Alcune celle sono programmate per duplicarsi raramente, mentre le celle danneggiate potrebbero richiedere tempo per la riparazione o la distruzione.

A volte, l'arresto del ciclo cellulare procede apoptosi, morte cellulare. Ciò si verifica quando una cellula rileva che non è più funzionale a causa del danno al DNA. La cellula prende di mira la distruzione e si spegne, permettendo al corpo di ripulire i detriti e riutilizzarli nella produzione di altre cellule. L'arresto del ciclo cellulare consente alle cellule di mantenere la loro integrità smettendo di controllare periodicamente se stessi per segni di distruzione del DNA che potrebbero causare problemi funzionali o portare allo sviluppo di un tumore. Non è sempre un processo perfetto, come dimostrato dallo sviluppo di escrescenze cancerose.

I farmaci possono essere in grado di introdurre l'arresto del ciclo cellulare, per caso o come parte delle loro proprietà terapeutiche. Le cellule in coltura possono rispondere a questi farmaci interrompendo i processi di divisione, dimostrando che qualcosa nel farmaco sta causando alle cellule di colpire un checkpoint e rimanere lì. Questi farmaci possono essere utilizzati per attività come la terapia del cancro, in cui l'obiettivo potrebbe essere quello di prevenire la continua replicazione delle cellule tumorali per limitare la crescita di un tumore. In altri casi, l'arresto temporaneo è un effetto collaterale accidentale e non intenzionale.

I fattori ambientali possono anche svolgere un ruolo nell'arresto del ciclo cellulare. Alcuni organismi monocellulari hanno la capacità di entrare in uno stato di animazione sospesa in risposta a condizioni avverse, rianimando quando l'ambiente è più amichevole. Anche alcuni organismi multicellulari specifici sono in grado di farlo in alcune condizioni. L'esposizione a livelli elevati di radiazioni o sostanze chimiche può anche innescare l'arresto del ciclo cellulare in alcuni organismi.