Riepilogo: i ricercatori fanno luce su come si formano i granuli di stress, gli enzimi legati a una serie di malattie neurodegenerative e come possono essere ridotti.
I biologi hanno approfondito la comprensione delle proteine associate a malattie neurodegenerative. Le scoperte potrebbero aprire nuovi approcci terapeutici per i disturbi tra cui il morbo di Alzheimer, il morbo di Parkinson e la sclerosi laterale amiotrofica (SLA), tra gli altri.
I ricercatori in Giappone hanno acquisito preziose informazioni sui “granuli di stress”: gruppi di RNA e proteine che si formano quando le cellule sono stressate da fattori come calore, tossine e virus.
Poiché i granuli di stress sono collegati a una serie di malattie neurodegenerative, capire come si formano e come possono essere ridotti è di grande interesse per il mondo medico.
( Vedi anche:Progressi nel disturbo post-traumatico da stress).
Pubblicato nel Journal of Cell Science, lo studio rivela il ruolo importante di due enzimi nel disassemblare i granuli di stress.
Questi due enzimi, denominati USP5 e USP13, appartengono a un gruppo di circa 100 deubiquitinasi noti, che si ritiene funzionino tagliando le catene di ubiquitina all’interno dei granuli di stress.
Lo studio è il culmine di oltre cinque anni di lavoro del team che comprende Masayuki Komada, Toshiaki Fukushima e Shunsuke Matsumoto del Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech). Il primo autore Xuan Xie, un dottorando presso il laboratorio guidato da Komada, ha descritto come sono arrivati al loro momento “eureka”, in un’intervista
Come primo passo, i ricercatori hanno dimostrato che USP5 e USP13 sono reclutati preferenzialmente in granuli da stress indotti dal calore.
“Abbiamo scoperto che i granuli di stress indotti dal calore contengono catene di ubiquitina, molto più che nei granuli di stress indotti da altri fattori di stress”, spiega Fukushima. “Questo implicava che le catene di ubiquitina potevano assumere USP5 e USP13 per stressare i granuli”.
È importante sottolineare che, poiché le catene di ubiquitina si trovano spesso nei granuli di stress nelle malattie neurodegenerative, i granuli di stress indotti dal calore hanno fornito un buon modello per ulteriori indagini.
Successivamente, il team ha confrontato ciò che accade alle cellule con shock termico con e senza i due enzimi. Le cellule sono state esposte ad una temperatura di 44 ° C per un’ora e sono ritornate a 37 ° C per un’ora. Durante il periodo di recupero, nelle cellule prive di USP5 e USP13, il team ha scoperto che lo smantellamento dei granuli di stress è stato ritardato.
Nello specifico, nelle cellule contenenti USP5 e USP13, la percentuale di cellule con granuli di stress è scesa al 14%, mentre questa percentuale era del 60% o più nelle cellule senza i due enzimi.
I risultati suggeriscono che la presenza di USP5 e USP13 è fondamentale per lo smontaggio dei granuli di stress.
Sebbene i meccanismi esatti debbano ancora essere determinati, i ricercatori propongono che l’USP5 idrolizzi o “tagli” catene di ubiquitina non ancorate, mentre USP13 taglia catene di ubiquitina coniugate con proteine.
Queste reazioni sono necessarie per l’efficiente smontaggio dei granuli di stress dopo lo stress. Credit: Journal of Cell Science.
“Abbiamo concluso che entrambe le reazioni sono necessarie per l’efficace destabilizzazione dei granuli di stress”, afferma Fukushima.
Lo studio potrebbe portare allo sviluppo di “enzimi deubiquitinanti artificiali”, che potrebbero avere un profondo impatto sui futuri trattamenti medici.
Fonte: Journal of Cell Science
