Uno studio genetico sui vermi offre interessanti prospettive per prevenire i danni causati da ipossia in caso di infarto e ictus
Secondo un’équipe di neurobiologi della Washington University di Saint Louis, il modo migliore per sviluppare terapie più efficaci contro patologie come l’infarto o l’ictus è quello di approfondire i meccanismi attraverso i quali le cellule si difendono dalla mancanza di ossigeno, o “ipossia”, aumentando il livello di resistenza delle cellule sane a bassi livelli di ossigeno.
Per modificare la vulnerabilità dell’organismo ad un ambiente poco ossigenato, i ricercatori, coordinati da C. Michael Crowder, hanno manipolato il gene di un piccolo verme (Caenorhabditis elegans), che ha il compito di controllare la trascrizione dell’informazione genetica in proteine. La mutazione genetica inibisce questo processo di traduzione dimezzando la produzione delle proteine.Così facendo, sembrerebbe proteggere le cellule dall’ipossia poiché riduce il consumo energetico derivante dalla produzione di proteine. I risultati dell’esperimento sono sorprendenti: le cellule acquistano una incredibile capacità di resistenza a bassi livelli di ossigeno. Gli scienziati si sono chiesti se questa resistenza fosse dovuta solo al minor dispendio energetico. In un secondo esperimento hanno introdotto un’altra mutazione genetica nel nematode per valutare gli effetti sulla precedente mutazione.
La seconda mutazione interviene su un processo chiamato “protein folding”, ossia il processo attraverso il quale le proteine acquistano la loro struttura tridimensionale. Gli scienziati hanno notato che in alcune cellule, in mancanza di ossigeno, alcune proteine non si strutturano in modo normale. La presenza di queste proteine “unfolded” risulta tossica per l’organismo e provoca la morte delle cellule per ipossia. “Ci chiedevamo – affermano gli scienziati – se sopprimere il processo di trascrizione dell’informazione genetica potesse rendere la cellula più resistente all’ipossia riducendo il peso delle proteine destrutturate. Il processo di protein folding è essenziale e garantisce il corretto funzionamento delle proteine. Se una proteina non si struttura in modo corretto non può fare il suo lavoro. L’esperimento dimostra che una minore quantità di proteine destrutturate rende meno tossica l’esposizione a bassi livelli di ossigeno.
Finora i test sono stati condotti sul C. elegans, ma gli scienziati hanno intenzione di osservare gli effetti anche sui mammiferi. Se i risultati fossero incoraggianti, questa tecnica potrebbe rivelarsi utile nelle terapie per prevenire i danni causati dall’ipossia. La difficoltà maggiore in caso di ictus cerebrale è che la maggior parte delle cellule nervose continuano ad essere ossigenate normalmente, soltanto la parte direttamente colpita dall’ictus subisce l’ipossia. Le future terapie, secondo Crowder, avranno il compito di difendere solo le cellule direttamente coinvolte dall’ipossia senza danneggiare quelle che hanno normali livelli di ossigeno. “Non ci illudiamo – dichiara Crowder – che sia facile trovare il sistema per ridurre la morte cellulare causata da ipossia, ma la manipolazione dei geni ci ha permesso di scoprire la risposta della proteina destrutturata.
Approfondimenti:
Washington University in St. Louis
Jim Dryden, “Worm provides clues about preventing damage caused by low-oxygen during stroke, heart attack”
http://mednews.wustl.edu/news/page/normal/13338.html
Anderson LL, Mao X, Scott BA, Crowder CM. Survival from hypoxia in C. elegans by inactivation of aminoacyl-tRNA synthetases. Science, vol. 323, pp. 630-633 Jan. 30, 2009
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/323/5914/630
Emma Bariosco
