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Uno studio ha delineato come due proteine siano fondamentali per portare il colesterolo nelle cellule, una scoperta che ha implicazioni per una serie di malattie.
Gli scienziati hanno dimostrato per la prima volta come due proteine forniscano un tunnel al cosiddetto colesterolo cattivo per entrare nelle cellule del nostro corpo.
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La scoperta – condotta su linee cellulari in laboratorio – ha implicazioni sullo sviluppo di futuri farmaci per le malattie cardiache, una rara malattia genetica che colpisce i bambini e persino il virus Ebola.
In un articolo pubblicato di recente sulla prestigiosa rivista Cell, un team di ricercatori, inclusi biologi molecolari dell’UNSW Sydney, ha effettuato un’analisi dettagliata della forma e della funzione delle proteine codificate da due geni nell’uomo – NPC1 e NPC2 – e ha analizzato il loro ruolo nel trasporto di colesterolo LDL nelle cellule del nostro corpo tramite i lisosomi.
Vedere per credere
Il Professor Rob Yang della UNSW Science riferisce che il team internazionale di ricercatori, che ha coinvolto scienziati della Princeton University (New Jersey) e della Tsinghua University (Pechino), ha utilizzato microscopi crioelettronici per osservare le proteine a livello quasi atomico in grande dettaglio – qualcosa che era non possibile solo 10 anni fa.
“Prima del 2013 dovevamo spesso teorizzare su come funzionassero le proteine di membrana, ma ora possiamo effettivamente vederle e vedere per credere. Siamo stati in grado di osservare le proteine NPC1 e NPC2 e vedere esattamente il ruolo che svolgono nel trasporto di questo colesterolo LDL nella cellula. Se immagini che NPC2 porti il colesterolo al cancello sul bordo della membrana del lisosoma, la proteina NPC1 fornisce un tunnel per questo colesterolo nella cellula stessa. Il colesterolo è un elemento fondamentale per le nostre cellule, ma troppo colesterolo nel sangue può ostruire le nostre arterie portando a malattie cardiache. Ora che abbiamo capito come entra nella cellula, possiamo lavorare allo sviluppo di farmaci che prendono di mira le proteine NPC1 e NPC2 per facilitarne l’afflusso nelle cellule in modo da ridurne la quantità nel sangue“, dice il Professor Rob Yang, UNSW Science.
Malattia di Niemann-Pick
Un problema di salute molto grave e spesso fatale associato ai geni NPC1 e -2 è la malattia di Niemann-Pick di tipo C, spesso rilevata nei bambini piccoli. Le mutazioni nel gene NPC1 possono impedire al colesterolo LDL di legarsi alla proteina, lasciandolo intrappolato nei lisosomi della cellula. Nel tempo, si accumula nelle cellule causando disfunzione cellulare e, successivamente, morte cellulare. Le persone con questa condizione sperimentano sintomi legati alla progressiva perdita di funzione dei nervi, del cervello e di altri organi.
La ricerca è stata parzialmente finanziata dall’Ara Parseghian Medical Research Fund, un’organizzazione con l’obiettivo di trovare nuovi trattamenti per i bambini con malattia di Niemann-Pick. Il Professor Yang afferma che con una nuova conoscenza dettagliata del funzionamento sano dei geni NPC1 e NPC2, gli scienziati potrebbero ora iniziare a sviluppare nuove tecniche per aiutare a prolungare la vita dei bambini affetti dal disturbo. “Sequenziando i geni delle persone affette da questa malattia è possibile vedere dove si verifica la mutazione e quindi sviluppare farmaci mirati che ripristinano la capacità della proteina di trasportare il colesterolo”.
Collegamento virale
I lisosomi, che incapsulano il colesterolo prima di rilasciarlo nel plasma cellulare, hanno anche una funzione protettiva contro i virus invasori. Gli studi hanno dimostrato che il virus Ebola penetra nelle cellule umane dopo essersi legato alla proteina NPC1. Il Professor Yang afferma che questa ricerca potrebbe fornire nuove informazioni su una strategia per fermare l’Ebola nelle sue tracce.
“Normalmente le condizioni acide nel lisosoma abbattono gli invasori stranieri. Ma il virus Ebola si attacca alla proteina NPC1 e ottiene un passaggio libero nella cellula dove può quindi fare molte copie di se stesso e infettare altre cellule. Se sappiamo che questo è il meccanismo, potremmo sviluppare farmaci per impedire al virus Ebola di “stringere la mano” alla proteina NPC1, lasciando che il virus Ebola venga scomposto dall’ambiente acido del lisosoma “, spiega il Professor Rob Yang.
Questo stesso approccio per colpire l’Ebola potrebbe avere potenziali implicazioni per lo sviluppo di approcci terapeutici per COVID-19, poiché è anche un virus a RNA e potrebbe potenzialmente entrare nelle cellule di un corpo tramite NPC1.
La connessione a COVID-19 è speculativa in questa fase e il Professor Yang afferma che vorrebbe collaborare con altri ricercatori per esaminare la possibile relazione tra NPC1 e COVID-19.
L’anno scorso ha rivelato il funzionamento di un’altra proteina di trasferimento dei lipidi nelle cellule animali chiamata ORP2 che trasporta il colesterolo, dall’interno della cellula alla membrana cellulare.
