Salto “visionario”: ingegneria con supergeni batterici per correggere le malattie degli occhi

Non tutti hanno visto il suo primo film nel 2002, dove, i geni trasmessi dal morso di un ragno trasformarono Peter Parker in Spiderman. Siamo ancora lontani da una tale fantasia Marvel, ma se gli scienziati potessero usare gli archei – piccoli organismi simili ai batteri – come fonte di geni utili per l’uomo, un giorno potrebbe aiutare a prevenire la cecità? Il ricercatore della West Virginia University Maxim Sokolov e i suoi colleghi dei Dipartimenti di Oftalmologia e scienze visive, Biochimica e Neuroscienze della School of Medicine, hanno ricevuto 1,5 milioni di dollari dal National Institutes of Health per studiare la biochimica che potrebbe renderlo possibile. Solo, invece di combinare il ragno e il DNA umano, Sokolov e il suo gruppo, incluso il ricercatore della WVU David Smith, aggiungeranno DNA degli Archaea ai geni dei modelli di topo. Quindi valuteranno se i modelli di topo ottengono la “superpotere” di resistere alla degenerazione della retina. Gli Archaea sono microrganismi microscopici a cellula singola che popolano habitat diversi, dalle acque idrotermali del Parco Nazionale di Yellowstone al nostro intestino come componenti del microbiota.

A differenza dei mammiferi e di altre forme di vita complesse, gli archaea producono proteine ​​speciali nelle loro cellule, chiamate chaperones molecolari, che li aiutano a sopravvivere in un ambiente difficile. In generale, gli chaperoni molecolari guidano altre proteine ​​attraverso il processo di piegatura. Abbracciano le proteine ​​nascenti e le aiutano a piegare correttamente. E se le proteine si piegano in modo errato, gli chaperoni le apriranno per indurle a ripiegare nel modo giusto. In questo senso, agiscono come “bidelli” che eliminano le cellule dalle proteine ​​aberranti. Evitare e sbarazzarsi di proteine ​​mal ripiegate è cruciale. Se si accumulano in una cellula, possono portare a gravi problemi. In particolare, un accumulo di proteine ​​mal ripiegate nei fotorecettori dei nostri occhi, a causa di alcune mutazioni, uccide lentamente i fotorecettori e causerà la cecità, come nel caso della maculopatia senile o nella retinite pigmentosa. Per contrastare questi effetti, Sokolov e il suo team useranno geni archaeal per istruire le cellule a creare chaperoni archaeal.

Secondo il precedente lavoro dei ricercatori, ciò spingerà le cellule del topo a produrre chaperoni che non avrebbero mai prodotto naturalmente. Questo è letteralmente un bypass dell’evoluzione e gli scienziati non sanno cosa succede con tali fenomeni; ecco perché è necessaria la ricerca. Il team determinerà se e in che modo gli chaperone arcaeali proteggono i fotorecettori dei modelli di topo dagli effetti dannosi delle proteine mal ripiegate. Esamineranno anche quanto l’intervento prevenga la degenerazione della retina causata da diverse mutazioni legate allo sviluppo della cecità nell’uomo. Ciò che scoprono potrebbe suggerire nuovi metodi per prevenire malattie oculari incurabili, tra cui la retinite pigmentosa, una malattia genetica che causa una perdita irreversibile della vista. Ma i loro risultati potrebbero anche avere implicazioni più ampie. Gli errori di piegatura sono particolarmente dannosi per il sistema nervoso, dove l’accumulo di proteine mal ripiegate è un segno distintivo di malattie neurodegenerative come le malattie di Alzheimer e Parkinson.

Il lavoro iniziale di questo team aprirà perciò nuovi “punti di vista” terapeutici.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Sokolov M et al. Adv Protein Chem Struct Biol. 2019; 114:85-117. 

Kolesnikov AV et al. PNAS USA 2017; 114(45):E9675-E9684.

Sinha S et al. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2014; 55(6):3775-85. 

 

Informazioni su Dott. Gianfrancesco Cormaci 1714 Articoli
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it

Commenta per primo