I ricercatori hanno identificato un “meccanismo di guardia” per una proteina che attacca i microbi nelle cellule infette, aprendo la possibilità di nuovi trattamenti contro il toxoplasma, la clamidia, la tubercolosi e persino il cancro.
Uno studio, condotto dall’Università di Birmingham e pubblicato oggi (5 ottobre) in Scienza ha scoperto il meccanismo della serratura e della chiave che controlla la proteina di attacco GBP1. GBP1 viene attivato durante l’infiammazione e ha il potenziale di attaccare le membrane all’interno delle cellule e distruggerle.
La ricerca ha rivelato come la proteina d’attacco sia controllata attraverso un processo chiamato fosforilazione, un processo in cui un gruppo fosfato viene aggiunto a una proteina da enzimi chiamati proteina chinasi. La chinasi che prende di mira GBP1 si chiama PIM1 e può anche attivarsi durante l’infiammazione. La GBP1 fosforilata a sua volta è legata a una proteina dell’impalcatura, che mantiene le cellule terze non infette al sicuro dall’attacco incontrollato della membrana GBP1 e dalla morte cellulare.
Il meccanismo appena scoperto impedisce a GBP1 di attaccare indiscriminatamente le membrane cellulari, creando un meccanismo di guardia sensibile all’interruzione causata dalle azioni degli agenti patogeni all’interno delle cellule. La nuova scoperta è stata fatta da Daniel Fisch, un ex studente di dottorato nel laboratorio Frickel che lavora allo studio.
Il dottor Daniel Fisch ha dichiarato: “Questo è stato un progetto fantastico su cui lavorare negli ultimi sei anni e ha coinvolto molti gruppi di ricerca provenienti da tutto il mondo. Niente di tutto ciò sarebbe stato possibile senza l’aiuto dei nostri colleghi e amici del Francis Crick Institute di Londra, EMBL di Grenoble (Francia), ETH Zurigo (Svizzera) e Università di Osaka (Giappone).”
La dottoressa Eva Frickel, Senior Wellcome Trust Fellow presso l’Università di Birmingham, che ha condotto lo studio, ha spiegato: “Questa scoperta è significativa per diverse ragioni. In primo luogo, si sapeva che nella biologia vegetale esistevano meccanismi di guardia come quello che controlla GBP1, ma meno così nei mammiferi. Consideralo come un sistema di serratura e chiave. GBP1 vuole uscire e attaccare le membrane cellulari, ma PIM1 è la chiave, il che significa che GBP1 è bloccato in modo sicuro.”
“La seconda ragione è che questa scoperta potrebbe avere molteplici applicazioni terapeutiche. Ora sappiamo come viene controllata la GBP1, possiamo esplorare modi per attivare e disattivare questa funzione a piacimento, utilizzandola per uccidere gli agenti patogeni.”
La dottoressa Frickel e il suo team hanno condotto questa ricerca iniziale su Toxoplasma gondii, un parassita unicellulare comune nei gatti. Mentre in Europa e nei paesi occidentali è improbabile che le infezioni da toxoplasma causino malattie gravi, nei paesi sudamericani può causare infezioni oculari ricorrenti e cecità ed è particolarmente pericoloso per le donne incinte.
I ricercatori hanno scoperto che il Toxoplasma blocca la segnalazione infiammatoria all’interno delle cellule, impedendo la produzione di PIM1, il che significa che il sistema “serratura e chiave” scompare, liberando GBP1 per attaccare il parassita. Anche la disattivazione di PIM1 con un inibitore o la manipolazione del genoma della cellula ha portato GBP1 ad attaccare il Toxoplasma e a rimuovere le cellule infette.
Il dottor Frickel ha continuato: “Questo meccanismo potrebbe funzionare anche su altri agenti patogeni, come la Chlamydia, il Mycobacterium tuberculosis e lo Staphylococcus, tutti i principali agenti patogeni che causano malattie che stanno diventando sempre più resistenti agli antibiotici. Controllando il meccanismo di guardia, potremmo usare la proteina di attacco per eliminare gli agenti patogeni nel corpo. Abbiamo già iniziato a cogliere questa opportunità per vedere se siamo in grado di replicare ciò che abbiamo visto nei nostri esperimenti sul Toxoplasma. Siamo anche incredibilmente entusiasti di come questo potrebbe essere utilizzato per uccidere le cellule tumorali.”
PIM1 è una molecola chiave per la sopravvivenza delle cellule tumorali, mentre GBP1 viene attivata dall’effetto infiammatorio del cancro. I ricercatori pensano che bloccando l’interazione tra PIM1 e GBP1 si potrebbero eliminare in modo mirato le cellule tumorali.
Il dottor Frickel ha affermato: “Le implicazioni per il trattamento del cancro sono enormi. Pensiamo che questo meccanismo di guardia sia attivo nelle cellule tumorali, quindi il passo successivo è esplorarlo e vedere se possiamo bloccare la guardia ed eliminare selettivamente le cellule tumorali. Esiste un inibitore sul mercato che abbiamo utilizzato per interrompere l’interazione tra PIM1 e GBP1. Quindi, se funziona, potresti usare questo farmaco per sbloccare GBP1 e attaccare le cellule tumorali. C’è ancora molta strada da fare, ma la scoperta della guardia PIM1 Il meccanismo potrebbe essere un primo passo importante nella ricerca di nuovi modi per curare il cancro e gli agenti patogeni sempre più resistenti agli antibiotici”.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
