Ricerche

Così come lo zucchero familiare nei prodotti alimentari può essere un male per i denti e il girovita, un'altro zucchero è ora considerato una minaccia alla salute; bloccarne l'azione può avere benefici, compreso il miglioramento della memoria a lungo termine per gli anziani e nel trattamento del cancro.

I progressi nella ricerca di un tale bloccante dello zucchero (con il nome di "oh-Glick-nack", che suona di proposito dannoso) sono stati l'oggetto di una relazione presentata al 243° Incontro & Esposizione Nazionale della American Chemical Society (ACS) a San Diego il 27 marzo.

Linda Hsieh-Wilson (foto), Ph.D., ha spiegato che lo zucchero non è lo zucchero da tavola (saccarosio), ma una delle tante altre sostanze prodotte da cellule del corpo che si qualificano come zuccheri da un punto di vista chimico. Chiamato O-legato beta-N-acetilglucosamina ("O-GlcNAc"), aiuta a orchestrare la salute e la malattia alle loro origini, tra i miliardi di cellule che compongono il corpo.

L'O-GlcNAc lo fa legandosi a proteine che permettono a delle sostanze di passare dentro e fuori del nucleo delle cellule, per esempio, e contribuendo a decidere se certi geni sono da accendere o spegnere. Nel farlo, l'O-GlcNAc invia segnali che possono essere alla base di cancro, diabete, Alzheimer e altre malattie. La ricerca suggerisce, per esempio, che le proteine caricate di troppo O-GlcNAc non possono funzionare normalmente.

Nella riunione dell'ACS, la Hsieh-Wilson descrive come la ricerca nel suo laboratorio al California Institute of Technology e all'Howard Hughes Medical Institute ha coinvolto l'O-GlcNAc nella perdita di memoria e nel cancro. La ricerca è emersa dall'uso da parte del laboratorio della Hsieh-Wilson di strumenti avanzati per il sondaggio di un processo del corpo che comporta l'adesione di zuccheri (come il O-GlcNAc) alle proteine. Chiamata glicosilazione delle proteine, aiuta i nervi e altre cellule a comunicare tra loro in modo da mantenere il corpo coordinato e sano. Quando l'O-GlcNAc è legato a una proteina, quel processo di legame è noto come glicosilazione O-GlcNAc.

Bloccare l'azione di uno zucchero potrebbe aumen- tare la memoria e anche combattere il cancro. Il neurone a sinistra ha CREB con O-GlcNAc ed è breve. Il neurone a destra non ha quella forma di CREB ed è lungo. Credit: Linda Hsieh-Wilson, Ph.D

Il gruppo della Hsieh-Wilson ha esaminato l'intero cervello dei mammiferi cercando tutte le proteinei O-GlcNAc-glicosilate, utilizzando un nuovo processo che il suo laboratorio ha sviluppato. Essi hanno identificato più di 200 proteine che portano O-GlcNAc collegati o marcati, molti per la prima volta. La ricerca è stata effettuata in topi, sostituzioni dell'uomo nella ricerca che non può essere fatta sulle persone. Alcune delle proteine che portano O-GlcNAc erano coinvolte nella regolazione dei processi come la tossicodipendenza e nel garantire la conservazione a lungo termine dei ricordi.

Gli effetti dell'O-GlcNAc su una particolare proteina (CREB) ha attirato l'attenzione degli scienziati. La CREB è una sostanza fondamentale che si accende e regola l'attività di geni. Molti dei geni nelle cellule sono inattivi in un dato momento, sostanze come la CREB, denominate fattori di trascrizione, li attivano. La Hsieh-Wilson ha scoperto che, quando il O-GlcNAc si lega alla CREB, la capacità della CREB di accendere i geni è compromessa. Quando i ricercatori hanno impedito al O-GlcNAc di legarsi alla CREB, i topi hanno sviluppato la memoria a lungo termine più velocemente rispetto ai topi normali.

E' possibile che bloccando l'O-GlcNAc si migliori la memoria a lungo termine degli esseri umani? "Siamo lontani da capire cosa accade negli esseri umani", ha sottolineato la Hsieh-Wilson. "Bloccare completamente l'O-GlcNAc potrebbe non essere auspicabile. Siamo sicuri di voler sostenere tutte i ricordi di lungo termine, anche di eventi che è meglio dimenticare? Impedire allo zucchero di legarsi ad altre proteine può influenzare, e come, i processi corporei? Ci sono molte domande senza risposta. Tuttavia, questa ricerca potrebbe portare a nuovi modi per migliorare la memoria".

In uno studio collegato, la Hsieh-Wilson ha scoperto che l'O-GlcNAc interagisce con un'altra proteina in un modo che incoraggia la crescita di cellule tumorali, suggerendo che bloccarne la legatura potrebbe proteggere contro il cancro o rallentare la sua crescita. Infatti, in esperimenti sui topi, bloccando l'O-GlcNAc si sono ottenuti tumori molto più piccoli. Ancora una volta, un trattamento per gli esseri umani sulla base di questa scoperta è lontano nel futuro, ma lo studio ha selezionato l'O-GlcNAc come un nuovo potenziale bersaglio per lo sviluppo di farmaci anti-cancro.

Gli scienziati hanno ricevuto finanziamenti del National Institutes of Health (R01-05 e GM084724 5T32 GM07616-30S1), dalla Christopher & Dana Reeve Foundation e dall'Howard Hughes Medical Institute.

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Fonte: Materiale della American Chemical Society (ACS), via Newswise.

Pubblicato in ScienceDaily il 27 marzo 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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