In che modo le cellule e le cellule immunitarie del corpo umano possono rispondere rapidamente ai cambiamenti fisici e chimici nel loro ambiente?
Sebbene le mutazioni genetiche possano causare modifiche alle proprietà di una cellula, i meccanismi non genetici possono guidare un rapido adattamento, in un processo ampiamente definito plasticità cellulare. La plasticità cellulare è coinvolta in processi biologici fondamentali in salute e malattia. Ad esempio, le cellule tumorali possono passare da uno stato altamente proliferativo a uno stato più invasivo e quindi promuovere la metastasi del cancro. D’altra parte, durante l’infiammazione, le cellule immunitarie possono trasformarsi in cellule che eseguono una risposta infiammatoria e promuovono la riparazione dei tessuti. L’infiammazione incontrollata che sfugge di mano può causare danni ai tessuti e infine shock settico.
Un gruppo dell’Institut Curie di Parigi ha ora trovato un nuovo colpevole di questi processi a livello molecolare; lavoro che è stato recentemente pubblicato sulla rivista scientifica Natura.
I ricercatori hanno scoperto che le cellule responsabili della formazione di metastasi o le cellule immunitarie implicate nell’infiammazione e nello shock scettico hanno una maggiore quantità di rame, che è responsabile dei cambiamenti nella plasticità cellulare. È interessante notare che il rame viene assorbito nelle cellule tramite una proteina chiamata CD44 e l’acido ialuronico, noto anche per essere un ingrediente di molti prodotti di bellezza. C’era già la prova dell’assorbimento del metallo da parte del CD44 nelle cellule tumorali da parte del gruppo di ricerca, pubblicato in precedenza sulla rivista Chimica della natura. Il CD44 è una proteina ampiamente studiata da decenni e trovata in molti tipi di cellule, comprese le cellule del sistema immunitario, le cellule tumorali, le cellule coinvolte nella guarigione delle ferite, le cellule progenitrici dei globuli rossi e molte altre. Gli scienziati hanno dimostrato che il rame assorbito dal CD44 si accumula nei mitocondri delle cellule, che sono organelli responsabili della produzione di energia.
Ulteriori lavori di polizia per indagare sui processi fondamentali hanno portato alla scoperta che il rame controlla il metabolismo in questi mitocondri, cioè ha effetti diretti sulla produzione di energia della cellula. Questo a sua volta modifica i livelli di molecole chiamate metaboliti, che influenzano il modo in cui i geni vengono letti nella cellula. In particolare sono stati colpiti i livelli di NAD(H), che è uno dei metaboliti più noti e più importanti conosciuti nelle cellule umane. In breve, questi cambiamenti hanno un effetto su ciò che la cellula può fare e apparire e influenzano la sua funzione.
Inoltre, gli scienziati hanno sviluppato una nuova piccola molecola simile a un farmaco, basata sul farmaco antidiabetico metformina, che può bloccare questi processi legandosi e inattivando questo rame. Ciò influenza quindi la produzione di energia della cellula e, in ultima analisi, la sua funzione. Nel contesto delle cellule immunitarie, i ricercatori potrebbero quindi ottenere cellule immunitarie meno aggressive e smorzare l’infiammazione nei modelli murini. Questo nuovo prototipo di farmaco potrebbe salvare i topi dallo shock settico.
Ma non era tutto. Lo studio ha anche dimostrato che questi processi fondamentali alla base dell’infiammazione si trovano anche nel cancro, più specificamente negli eventi molecolari che possono innescare la formazione di metastasi! Pertanto, questo approccio potrebbe potenzialmente essere adottato per combattere le metastasi. Poiché più di 11 milioni di persone muoiono di shock settico nel mondo ogni anno e il 90% dei decessi per cancro è dovuto a metastasi, ora c’è una grande speranza che questo possa essere sviluppato in nuovi farmaci, che potrebbero aiutare molti pazienti su scala globale.
Nel complesso, questo studio mostra ora grandi promesse, sia a livello di ricerca fondamentale molecolare che di potenziali applicazioni cliniche. Pone anche la questione di quanto rame ci fa bene?
Fonte: Institut Curie
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