Nelle nostre cellule avviene continuamente un processo di riciclaggio: in un processo chiamato autofagia, i componenti cellulari che non sono più necessari vengono racchiusi in membrane e scomposti nei loro elementi costitutivi di base. Questo processo vitale impedisce la formazione di aggregati dannosi e rende nuovamente disponibili le sostanze nutritive.
Un gruppo di ricerca co-guidato dalla Prof.ssa Dr. Claudine Kraft del Cluster of Excellence CIBSS dell’Università di Friburgo e dal Dr. Florian Wilfling dell’Istituto di biofisica Max Planck di Francoforte ha ora scoperto le condizioni necessarie affinché l’autofagia abbia inizio. Sono stati anche in grado di creare artificialmente queste condizioni e quindi innescare la degradazione di molecole altrimenti non degradabili nelle cellule di lievito. Mirare all’autofagia in questo modo è un approccio promettente per promuovere la degradazione degli aggregati che potrebbero altrimenti formare placche nelle malattie neurodegenerative come l’Alzheimer, nonché per migliorare l’efficacia dei trattamenti contro il cancro. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Biologia cellulare naturale.
Interazioni molecolari deboli essenziali per l’inizio dell’autofagia
Affinché avvenga la degradazione dei componenti cellulari attraverso l’autofagia, questi devono prima essere riconosciuti come rifiuti. Questo viene fatto dal recettore e da altre molecole adattatrici. Tuttavia, in precedenza non si sapeva come esattamente queste molecole innescassero le fasi successive. “Ora siamo stati in grado di dimostrare che i recettori devono legarsi debolmente al materiale da smaltire affinché l’autofagia abbia inizio”, spiega Kraft. “Se si legano troppo forte, il processo non viene attivato.”
Ciò che inizialmente sembra controintuitivo potrebbe essere spiegato dai ricercatori con l’aiuto di simulazioni al computer ed esperimenti su cellule di lievito vive e cellule umane in coltura cellulare: il legame debole fa sì che i recettori rimangano mobili e formino cluster casuali. “Quando viene raggiunto il punto di concentrazione critica, avviene la separazione di fase: le molecole adattatrici si uniscono e formano una goccia, simile all’olio nell’acqua”, spiega Wilfling. “Un tale accumulo di liquido ha proprietà fisiche diverse rispetto alle singole molecole che fungono da piattaforma flessibile per tutte le altre molecole coinvolte nell’autofagia.”
Il processo può essere controllato artificialmente
Per verificare la loro ipotesi, i ricercatori hanno introdotto nelle cellule di lievito particelle virali che normalmente le cellule non sono in grado di scomporre. Modificando le particelle del virus in modo che i recettori dell’autofagia potessero legarsi debolmente ad esse, i ricercatori sono stati in grado di innescare la degradazione della proteina virale. Tuttavia, se modificavano la superficie in modo che i recettori vi si legassero fortemente, non si verificava alcuna degradazione. “Questo risultato è promettente perché dimostra che possiamo intervenire in modo specifico nell’autofagia delle molecole cargo delle cellule viventi”, riassumono sia Kraft che Wilfling.
Lo studio è stato finanziato dalla Fondazione tedesca per la ricerca (EXC-2189; SFB 1381; SFB 1177; 450216812; 409673687; GRK 2606;) dal Consiglio europeo della ricerca nell’ambito del programma Orizzonte 2020 (ERC 769065), dalla Max Planck Society e dal Unione Europea (ERC 101041982).
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
