Due studi collegati della Northwestern University offrono nuove strategie per affrontare le sfide della prevenzione e della cura delle malattie del ripiegamento delle proteine, come l'Alzheimer, il Parkinson, la corea di Huntington, la sclerosi laterale amiotrofica (SLA), il cancro, la fibrosi cistica e il diabete di tipo 2.
Per fare correttamente il suo lavoro all'interno della cellula, una proteina si deve prima piegare nella forma corretta. Se non lo fa, può provocare problemi. Più di 300 malattie hanno alla radice proteine che mancano di piegarsi correttamente, si aggregano e causano la disfunzione e la morte della cellula.
La nuova ricerca della Northwestern identifica nuovi geni e vie che impediscono il misfolding [mancato o errato ripiegamento] e l'aggregazione tossica, mantenendo le cellule sane, e identifica anche piccole molecole con il potenziale terapeutico di ripristinare la salute delle cellule danneggiate, fornendo nuovi obiettivi per lo sviluppo di farmaci. Lo studio di screening genetico è pubblicato nella rivista PLoS Genetics. Lo studio delle piccole molecole è pubblicato dalla rivista Nature Chemical Biology.
"Queste scoperte sono entusiasmanti perché abbiamo identificato geni e piccole molecole che ci tengono in buona salute", ha detto Richard I. Morimoto, che ha guidato la ricerca. "La ricerca futura dovrebbe spiegare come interagiscono queste due importanti aree".
Morimoto è professore "Bill e Gayle Cook" di Biologia al Dipartimento di bioscienze molecolari e all'Istituto Rice per la Ricerca Biomedica del Weinberg College of Arts and Sciences alla Northwestern. He also is a scientific director of the Chicago Biomedical Consortium. E 'anche direttore scientifico del Consorzio Chicago biomedica.
1. Studio genetico riportato su PLoS Genetics
Lo studio genetico riportato su PLoS Genetics è stato condotto nel nematode trasparente C.elegans, che condivide molte delle stesse caratteristiche biologiche degli esseri umani. Il piccolo animale è uno strumento di ricerca apprezzato per questo e anche perché il suo genoma, o completa sequenza genetica, è noto.
Nello studio, Morimoto e il suo team hanno testato tutti i circa 19.000 geni del C.elegans. Hanno ridotto l'espressione di ogni gene, uno alla volta, cercando di vedere se il gene evitava l'aggregazione delle proteine nella cellula. Il gene ha fatto aumentare l'aggregazione o l'ha diminuita o non ha avuto alcun effetto del tutto? I ricercatori hanno trovato 150 geni che hanno avuto un effetto. Hanno poi condotto una serie di test e si sono concentrati sui nove geni che hanno migliorato la salute di tutte le proteine della cellula. (Questi geni hanno avuto un effetto positivo su una serie di differenti proteine associate a diverse malattie). Questi nove geni costituiscono una rete "nucleo omeostasi" che protegge il proteoma dell'animale (l'intero set di proteine espresse dall'organismo) da danni proteine. "Questi sono i geni più importanti", ha detto Morimoto. "Delineare nove geni - in contrapposizione a 150 - rende gestibile il lavoro".
2. Studio di Nature Chemical Biology
Nello studio di Nature Chemical Biology, Morimoto e i suoi colleghi hanno analizzato quasi un milione di piccole molecole in cellule umane di coltura dei tessuti per identificare quelli che ripristinano la capacità delle cellule di proteggersi dai danni proteici.
Essi hanno identificato sette classi di composti (in base alla struttura chimica) che migliorano la capacità della cellula di produrre più chaperoni molecolari protettivi, ripristinando il corretto ripiegamento delle proteine. I ricercatori hanno chiamato questi composti "regolatori proteostasi". Hanno scoperto che i composti restaurano la salute della cellula e portano alla riduzione dell'aggregazione delle proteine e alla protezione contro il misfolding. Di conseguenza, la salute è stata ripristinata quando gli animali malati sono stati trattati con le molecole di piccole dimensioni.
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Fonte: Materiale della Northwestern University. L'articolo originale è stato scritto da Megan Fellman.
Riferimenti: Barbara Calamini, Maria Catarina Silva, Franck Madoux, Darren M Hutt, Shilpi Khanna, Monica A Chalfant, S Adrian Saldanha, Peter Hodder, Bradley D Tait, Dan Garza, William E Balch, Richard I Morimoto. Small-molecule proteostasis regulators for protein conformational diseases. Nature Chemical Biology, 2011; DOI: 10.1038/nchembio.763. M. Catarina Silva, Susan Fox, Monica Beam, Happy Thakkar, Margarida D. Amaral, Richard I. Morimoto. A Genetic Screening Strategy Identifies Novel Regulators of the Proteostasis Network. PLoS Genetics, 2011; 7 (12): e1002438 DOI: 10.1371/journal.pgen.1002438.
Pubblicato in ScienceDaily il 6 gennaio 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.
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