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Malattie genetiche mitocondriali, nuove speranze da uno studio Cnr

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Come fossero delle centrali energetiche, i mitocondri agiscono nelle cellule con la funzione di produrre l’energia necessaria alle loro funzioni vitali. Se questa energia viene a mancare, per un alterato funzionamento mitocondriale, viene messa a rischio la vita della cellula stessa, e di conseguenza quella nostro organismo sono a rischio. Esistono alcune malattie gravi per cui non sono disponibili ancora terapie efficaci che sono causate da mutazioni genetiche nel Dna mitocondriale. Si tratta di malattie che colpiscono proprio i tessuti e gli organi che consumano più energia, quali cervello, muscoli e cuore, e che nei bambini provocano rallentamento o arresto della crescita, encefalopatia progressiva, gravi disturbi muscolari, cardiomiopatie, atrofia ottica, sordità, diabete, danni epatici e renali.

A fornire una speranza terapeutica contro queste patologie è una recente ricerca realizzata da un team dell’Istituto di biologia e patologia molecolari del Consiglio nazionale delle ricerche (Ibpm-Cnr) e dell’Università Sapienza di Roma, coordinato da Giulia d’Amati. Lo studio, pubblicato sulla rivista Embo Molecular Medicine, ha individuato una molecola in grado di contrastare gli effetti di mutazioni nei geni mitocondriali, migliorando il metabolismo energetico e la vitalità delle cellule malate.

La mutazione che determina l’insorgenza delle patologie mitocondriali interessa una particolare categoria di geni: quelli che codificano per gli RNA transfer (tRNA), ovvero le molecole traghettatrici degli aminoacidi per la sintesi proteica; in questa attività sono coadiuvati da proteine, dette sintetasi, che intervengono anche per garantire il funzionamento dei tRNA difettosi.

I ricercatori hanno dimostrato, inizialmente su lieviti e quindi su cellule umane mutate, che una piccola porzione (il dominio carbossi-terminale dell’enzima leucil-tRNA sintetasi mitocondriale) di queste proteine “infermiere” può intervenire efficacemente su più tRNA differenti funzionando come una sorta di passepartout.

La scoperta apre nuove prospettive terapeutiche contro le patologie mitocondriali, tutt’ora incurabili, e alla disponibilità delle molecole individuate grazie alla facilità di sintetizzare in laboratorio e, in prospettiva, di somministrare a pazienti, una piccola porzione di una proteina anziché la proteina per intero.

Lo studio si è avvalso di un approccio multidisciplinare. I risultati sulla localizzazione e azione terapeutica della molecola individuata sono stati infatti ampliati da studi in vitro, che hanno dimostrato come la molecola terapeutica sia effettivamente in grado di interagire con i tRNA bersaglio e ridurne i difetti strutturali, e da studi di bioinformatica strutturale, che hanno permesso di razionalizzarne il meccanismo di azione.

La ricerca è stata finanziata dalla Fondazione Telethon, dall’Istituto Pasteur-Fondazione Cenci Bolognetti e dall’Associazione Serena Talarico per i bambini nel mondo, ed è stata svolta in collaborazione con l’Università di Newcastle e con l’Unità di Biologia Mitocondriale del Medical Research Council (UK).

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