Anche le nostre cellule sono impegnate a salvaguardare il proprio ambiente, tenerlo pulito, ordinato e soprattutto sano, attraverso una varietà di sistemi di riciclaggio e di rimozione dei rifiuti. Se non fosse per questi sistemi, le cellule potrebbero non funzionare correttamente.
Gli scienziati, finanziati dal National Institutes of Health, stanno lavorando per comprendere questi servizi di pulizie della cellula, per trovare modi per combattere i malfunzionamenti.
Tritatutto e impianto di riciclaggio
Uno dei processi di spazzatura della cellula è chiamato proteasoma. I
ll proteasoma, a forma di botte, smonta le proteine danneggiate o indesiderate, rompendo la cellula in pezzi che può riutilizzare per fare nuove proteine. In questo modo, il proteasoma è un impianto di riciclaggio in quanto è un tritarifiuti.
Come fa a sapere il proteosoma, quali proteine deve cestinare? Nel 2004, il Premio Nobel per la chimica, insieme ad altri tre scienziati, ha cercato di rispondere a questa domanda. I ricercatori hanno scoperto che la cellula etichetta il suo rifiuto con un minuscolo tag proteina, chiamata ubiquitina. Una volta che una proteina ha l’etichetta ubiquitina, il proteasoma può afferrarla, scomporla e rilasciare i suoi pezzi.
Dato che malattie come il morbo di Alzheimer comportano l’accumulo di proteine in eccesso, i ricercatori stanno cercando di sviluppare farmaci per aiutare il proteasoma nel suo lavoro di ” spazzatura”, sperano che un simile trattamento potrebbe mantenere le cellule cerebrali pulite e sane.
Gli scienziati sono interessati anche alla progettazione di farmaci che spengono il proteosoma. Le cellule tumorali, per esempio, producono molte proteine anomale che i proteasomi devono rimuovere. Un farmaco proteasoma- ostruzione, potrebbe impedire alle cellule tumorali di riciclare la propria immondizia, lasciandole senza risorse riutilizzabili per la sopravvivenza e la crescita. Questo è l’approccio dietro il farmaco bortezomib,inibitore del proteasoma, che viene utilizzato per il cancro del sangue nel mieloma multiplo.
Stomaco Cellulare
Le proteine non sono l’unico tipo di rifiuti cellulari. Le cellule devono anche riciclare compartimenti chiamati organelli, quando diventano vecchi e logori. Per questo compito, le cellule utilizzano un organello chiamato lisosoma, che funziona come uno stomaco cellulare. Contenenti acido e diversi tipi di enzimi digestivi, i lisosomi digeriscono organelli indesiderati in un processo chiamato autofagia. Il lisosoma multiuso elabora anche proteine, batteri e altri “food” che la cellula ha prodotto.
L’incapacità di produrre uno degli enzimi lisosomiali, può portare ad una rara malattia, pericolosa per la vita, chiamata una malattia da accumulo lisosomiale. Ci sono più di 40 differenti malattie da accumulo lisosomiale, a seconda del tipo di rifiuti che è non vengono trasformati. Queste malattie possono interessare molti organi, compresi il cervello, il cuore e le ossa.
I lisosomi divorano anche i virus, un’attività importante per combattere le infezioni. Un farmaco che attiva i lisosomi protegge i topi da malattie come il virus del Nilo occidentale. E ‘possibile che gli stessi o simili farmaci potrebbero curare malattie da accumuli di mucchi di spazzatura cellulare, tra cui l’Alzheimer e altre malattie dell’invecchiamento.
Scrap Pile
Anche se le cellule usano principalmente proteasomi e lisosomi per la pulizia del loro ambiente, hanno un paio di altre opzioni per lo smaltimento dei rifiuti.
A volte semplicemente accumulano la loro spazzatura, eseguendo l’equivalente cellulare di spazzare sotto il tappeto. Gli scienziati spiegano che la cellula può accumulare tutte le proteine indesiderate in un glob o aggregato.
Ad esempio, una proteina chiamata isolotto polipeptide amiloide si accumula in aggregati nel pancreas di persone con diabete di tipo 2. Altre proteine formano aggregati in alcune malattie cerebrali. Gli scienziati stanno ancora cercando di capire che cosa questi mucchi di spazzatura fanno e se sono utili o dannosi.
Se la spazzatura prodotta dalla cellula, non può essere digerita dai lisosomi, la cella a volte può “sputarla” in un processo chiamato esocitosi. Una volta all’esterno della cellula, la spazzatura può incontrare enzimi che possono prenderne una parte, o semplicemente formare un mucchio di spazzatura chiamata placca. Purtroppo, queste placche al di fuori della cellula possono essere dannose.
La cellula ha anche modi per buttare fuori alcuni veleni che sono dentro di essa. Ciò significa che le cellule tumorali possono pompare fuori di esse farmaci antitumorali che hanno lo scopo di distruggerle e i batteri possono fare lo stesso con gli antibiotici. Gli scienziati stanno studiando come queste pompe funzionano.
Ulteriori studi dei tanti modi in cui le cellule si liberano della spazzatura, potrebbero portare a nuovi approcci per mantenerle sane e prevenire o curare la malattia.
Fonte NIH, National Institute of General Medical Sciences (NIGMS)
