“Stiamo perseguendo un approccio di medicina di precisione che indaga i candidati terapeutici in modelli preclinici – semplici animali da laboratorio e cellule umane – “, ha detto il leader dello studio Marni J. Falk, Direttore esecutivo del Mitocondrial Medicine Frontier Program presso il Children’s Hospital of Philadelphia (CHOP).
La malattia mitocondriale deriva da malfunzionamenti nei mitocondri, le “batterie” che generano energia che alimentano le nostre cellule. La malattia è altamente variabile e può influire potenzialmente su qualsiasi organo e sistema corporeo. Data la mancanza di trattamenti convalidati, molti pazienti assumono vitamine e integratori su base “empirica”, basandosi sul presupposto che ciò avvantaggia in qualche modo il loro metabolismo cellulare alterato. Sfortunatamente, la maggior parte di questi composti sono attualmente non regolamentati, non standardizzati e non testati e non sono stati confrontati tra loro per determinare quale possa essere il più sicuro ed efficace in un dato tipo di malattia mitocondriale.
( Vedi anche:L’ infiammazione trasforma i mitocondri in fabbriche tossiche).
Nel nuovo studio, pubblicato online il 23 febbraio su Molecular Genetics and Metabolism, Falk e colleghi hanno valutato sette composti antiossidanti in due modelli animali microscopici di malattia mitocondriale, lo zebrafish ( D. rerio ) e la specie vermifuga C. elegans. Il team ha anche utilizzato un terzo modello: colture di fibroblasti (cellule della pelle) ottenute da pazienti umani. Le cellule dei pazienti e gli animali sperimentali avevano tutti malfunzionamenti a livello genetico della catena respiratoria mitocondriale (RC) ovvero di quella fondamentale sequenza di reazioni che consente alle cellule di produrre l’energia per portare avanti tutte le proprie attività: un sito cruciale all’interno dei mitocondri in cui le cellule processano i nutrienti e l’ossigeno per generare energia chimica.
Uno dei principali fattori comuni nel deficit della RC è lo stress ossidativo, quando il corpo genera radicali liberi contenenti ossigeno che danneggiano cellule, proteine e geni, contribuendo alla gravità della malattia. Gli antiossidanti presenti in molti alimenti, vitamine e integratori sono generalmente pensati per aiutare a “contrastare” lo stress ossidativo. Tuttavia, alcuni antiossidanti possono avere effetti collaterali indesiderati, essere inefficaci o essere utilizzati a dosi dannose.
Nel presente studio, due composti, la N-acetilcisteina del farmaco (NAC) e la vitamina E, hanno mostrato risultati convincenti negli animali modello di malattia mitocondriale. I composti haano prolungato la durata della vita nei vermi con deficit del complesso I della catena respiratoria mitocondriale. Il complesso I è l’ elemento più grande della catena respiratoria mitocondriale ed è costituito da almeno 36 diverse subunità mitocondriali. NAC ha protetto lo zebrafish con malattia del complesso I della catena respiratoria mitocondriale, da danni cerebrali ed ha anche migliorato la sopravvivenza nelle cellule ottenute da un paziente con la malattia.
“Oltre a mostrare evidenti benefici nella sopravvivenza animale e nella vitalità cellulare in questi modelli animali di malattia mitocondriale a base genetica, abbiamo appreso che questi composti alleviano efficacemente lo stress ossidativo che era presente in tutta la cellula, non solo all’interno dei mitocondri“, ha detto Falk . “Sia NAC che la vitamina E sono i principali candidati antiossidanti di questo lavoro che devono essere valutati negli studi clinici per determinare se essi possano effettivamente giovare alla sopravvivenza e alla funzione dei pazienti con malattia mitocondriale e se possono migliorare la capacità di recupero del sistema nervoso nei pazienti con mitocondri malfunzionanti. Altri due composti antiossidanti nello studio, il coenzima Q10 e un tipo di coenzima Q10 specificamente mirato ai mitocondri, hanno migliorato alcuni indicatori di salute nei vermi con la malattia mitocondriale, ma hanno salvato solo parzialmente la loro breve durata di vita. Gli altri tre composti testati nello studio erano vitamina C, lipoato e orotato ed avevano effetti più variabili di quelli osservati negli altri composti”.
