Ricerche

Scienziati hanno scoperto una nuova funzione di una proteina che protegge le cellule durante le lesioni e potrebbe alla fine tradursi nel trattamento di condizioni che vanno dalle malattie cardiovascolari all'Alzheimer.

I ricercatori segnalano il 7 giugno sulla rivista Cell on-line che un tipo di proteina chiamata trombospondina attiva un percorso di protezione che impedisce danni al cuore delle cellule nei topi sottoposti a simulazione di estrema ipertensione, sovraccarico di pressione cardiaca e infarto.

"I nostri risultati suggeriscono che questa proteina potrebbe essere presa medicalmente di mira per aiutare le persone con molti stati patologici differenti in cui i vari organi sono sotto stress'', ha detto Jeffery Molkentin (foto), PhD, sperimentatore principale e ricercatore del Cincinnati Children's Hospital Medical Center e del Howard Hughes Medical Institute. "Anche se sono necessari ulteriori studi per determinare come potrebbero essere applicate clinicamente le nostre scoperte, una possibile strategia terapeutica potrebbe includere un farmaco o una terapia genica che induce la sovraespressione della proteina nei tessuti o negli organi sottoposti a lesioni".

Le proteine trombospondina (Thbs) sono prodotte dal corpo nelle cellule in cui i tessuti sono stati lesionati, riconfigurati o ristrutturati, come ad esempio nelle malattie cardiache croniche. Appaiono in una parte del meccanismo interno della cellula chiamato reticolo endoplasmatico. Lì, la Thbs innesca un processo di risposta allo stress per regolare la produzione di altre proteine e contribuire a correggere o eliminare le cellule di proteine che si piegano in modo errato e perdono la forma e funzione prevista. Le proteine mal ripiegate portano a tessuti danneggiati e disfunzioni degli organi.

I ricercatori si sono concentrati sul modo in cui una delle proteine trombospondina (la Thbs4) attiva le risposte allo stress cellulare in topi allevati con iperespressione della proteina nelle cellule cardiache. Hanno confrontato come il cuore dei topi positivi alla Thbs4 risponde allo stress simulato e alle lesioni nei topi non allevati per sovraesprimere Thbs4 cardio-specifica. La sovraespressione di Thbs4 non avuto alcun effetto sugli animali prima dello stress cardiaco; anche se durante l'ipertensione e l'infarto cardiaco simulato la proteina ha ridotto le lesioni e li ha protetti dalla morte. I topi non allevati per la sovraespressione di Thbs4 erano estremamente sensibili al danno cardiaco, secondo Molkentin, della Divisione di Biologia Molecolare Cardiovascolare e del Cincinnati Children's Heart Institute.

I ricercatori hanno riferito che le Thbs4 sovraespresse hanno rafforzato la capacità delle cellule del cuore di secernere proteine utili, risolvere proteine mal ripiegate e ricostruire correttamente la matrice extracellulare (i tessuti connettivi che contribuiscono a dare forma funzionale e integrità strutturale al cuore). Un fattore cruciale per il processo di risposta allo stress è che le Thbs4 attivano e regolano un fattore di trascrizione chiamato Aft6alpha. I fattori di trascrizione aiutano a decodificare le istruzioni genetiche di altri geni per controllare la loro espressione. Nel caso dell'Aft6alpha nel cuore, lo aiuta a mediare i processi di riparazione. Quando l'Aft6alpha viene attivato dalle Thbs4, il reticolo endoplasmatico delle cellule si espande e migliora la produzione di molecole chaperone e di altre proteine di riparazione.

I topi allevati per non sovraesprimere Thbs4 cardiaca non hanno evidenziato Aft6alpha attivato o processi robusti di riparazione a seguito di danno cardiaco, portando ai loro poveri risultati. Molkentin ha detto che il team di ricerca continua a esaminare il percorso di risposta allo stress Thbs-dipendente per comprendere meglio i processi coinvolti. Ciò include l'esaminare come il percorso interessa i modelli di laboratorio di malattie neurodegenerative come il Parkinson, l'Alzheimer e la sclerosi laterale amiotrofica.

Il sostegno finanziario per lo studio è venuto dal National Institutes of Health e dall'Howard Hughes Medical Institute. Hanno collaborato allo studio (insieme al primo autore a Jeffrey M. Lynch, del laboratorio di Molkentin) i ricercatori del Dipartimento di Pediatria del Cincinnati Children's e dell'Università di Cincinnati (UC), del Dipartimento di Chirurgia dell'UC e ricercatori della Kyoto University in Giappone, della Columbia University di New York e del Beth Israel Deaconess Hospital e dell'Harvard Medical School di Boston.

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Fonte: Materiale del Cincinnati Children's Hospital Medical Center.

Riferimento:Jeffrey M. Lynch, Marjorie Maillet, Davy Vanhoutte, Aryn Schloemer, Michelle A. Sargent, N. Scott Blair, Kaari A. Lynch, Tetsuya Okada, Bruce J. Aronow, Hanna Osinska, Ron Prywes, John N. Lorenz, Kazutoshi Mori, Jack Lawler, Jeffrey Robbins, Jeffery D. Molkentin. A Thrombospondin-Dependent Pathway for a Protective ER Stress Response. Cell, 2012; 149 (6): 1257 DOI: 10.1016/j.cell.2012.03.050.

Pubblicato in ScienceDaily il 7 Giugno 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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