La morte cellulare programmata è uno strumento importante che un organismo utilizza per mantenersi in salute. Quando una cellula non funziona come dovrebbe, si attivano varie reazioni di stress. L’obiettivo di queste reazioni è ripristinare la funzione cellulare originale.
Un esempio è l’autofagia, un processo in cui la cellula si digerisce parzialmente per guadagnare energia, che può quindi utilizzare per la propria riparazione. Se questi tentativi falliscono, la cellula muore. Ciò consente al corpo di combattere malattie come diabete, cancro, neurodegenerazione e infezioni.
Un’arma a doppio taglio
Le risposte allo stress, tuttavia, sono un’arma a doppio taglio e devono essere mantenute in equilibrio per essere benefiche per il corpo. Ecco perché le cellule contengono anche sostanze che bloccano le reazioni allo stress e inibiscono la morte cellulare.
Un consorzio internazionale di gruppi di ricerca guidato da Andreas Koeberle del Michael Popp Institute dell’Università di Innsbruck è stato ora in grado di dimostrare che un lipide di membrana chiamato PI (18:1/18:1) è significativamente coinvolto in questo processo. Lo studio, pubblicato sulla rivista di ricerca Nature Communications , apre molte interessanti possibilità mediche.
Lo stress attraverso gli acidi grassi
La regolazione delle reazioni allo stress coinvolge molti enzimi diversi. Uno di questi è l’enzima SCD1. Converte gli acidi grassi saturi in insaturi ed è quindi particolarmente efficace contro lo stress innescato dai grassi in concentrazioni nocive.
In linea di principio, questo processo giova alla salute dell’organismo. Tuttavia, può diventare pericoloso se eseguito in modo eccessivo. I ricercatori hanno visto da tempo una chiara connessione tra SCD1 e infiammazione, malattie metaboliche e cancro. La portata funzionale completa di questo enzima è ancora sconosciuta. Di conseguenza, i trattamenti che inibiscono specificamente l’SCD1 possono portare a gravi effetti collaterali e non sono approvati per la terapia.
I ricercatori sono stati ora in grado di ricondurre l’effetto di inibizione della risposta allo stress di SCD1 a un prodotto indiretto di questo enzima: il lipide di membrana PI(18:1/18:1), che è in gran parte composto da un acido grasso prodotto da SCD1.
Un processo fondamentale decifrato
In futuro, PI(18:1/18:1) potrebbe essere somministrato in modo specifico o inibita la sua formazione. Questo potrebbe combattere le malattie senza dover interrompere l’intera gamma di funzioni dell’enzima SCD1. Tuttavia, l’intera gamma delle funzioni di PI(18:1/18:1) deve essere prima studiata e compresa a fondo.
“Quello che è particolarmente interessante è che i processi associati allo stress, come il processo di invecchiamento, la resistenza alla chemioterapia o lo sviluppo di tumori, influenzano tutti la quantità di PI(18:1/18:1) nei tessuti colpiti. C’è un chiaro connessione che apre nuovi approcci terapeutici”, afferma Andreas Koeberle.
CREDITO: Alena Klinger
“Abbiamo decifrato un processo molto fondamentale con questo studio”, aggiunge. “È un punto di partenza significativo e stabilisce nuove direzioni per ulteriori ricerche”.
I prodotti naturali come fonte di idee
Al Michael Popp Institute dell’Università di Innsbruck, i ricercatori studiano gli effetti farmacologici molecolari dei prodotti naturali di origine vegetale. Il lavoro di ricerca ora pubblicato è stato avviato attraverso l’applicazione di sostanze attive vegetali.
“Volevamo trovare un meccanismo prevalente che si verifica nel corpo, indipendentemente dal percorso attraverso il quale si verifica la morte cellulare”, afferma Koeberle. “Per fare questo, abbiamo utilizzato sostanze vegetali che hanno un effetto tossico sulle cellule, ad esempio il mirtucommulone A, che si ottiene dal mirto. Quando questa sostanza è stata aggiunta, abbiamo potuto osservare evidenti cambiamenti nella composizione dei lipidi cellulari ed è così che abbiamo ha avuto l’idea per questo progetto. Quindi, in un certo senso, le sostanze naturali sono state il punto di partenza per raccogliere idee e imparare cosa sta succedendo nella cellula umana”.
Pubblicazione: Thürmer, M., Gollowitzer, A., Pein, H. et al. PI(18:1/18:1) è una lipochina derivata da SCD1 che limita la segnalazione dello stress. Nat Commun 13, 2982 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-30374-9
Istituzioni partner: I partecipanti dell’Università di Innsbruck erano l’Istituto Michael Popp, l’Istituto di Biochimica e il Centro di Bioscienze Molecolari di Innsbruck. Altri partner di ricerca sono stati la Friedrich Schiller University Jena, l’University Hospital Jena, il Max Planck Institute for Chemical Ecology, l’University Hospital Hamburg-Eppendorf, la LMU Munich, la Paracelsus Medical Private University di Salisburgo, il Leibniz Institute for Aging Research, l’Università di Groningen, l’Università di Oldenburg e l’Università di Barcellona.
Ulteriori informazioni: Il lavoro di ricerca è stato finanziato dalla Fondazione tedesca per la ricerca, dal Centro di ricerca sui fosfolipidi, dalle Università di Jena e Innsbruck, dall’Istituto Leibniz per la ricerca sull’invecchiamento, dallo Stato della Turingia, dalla Fondazione Carl Zeiss, dal Ministero federale della ricerca e sviluppo , il programma quadro di ricerca dell’UE Orizzonte 2020 e il Fondo per la scienza tirolese.