Ricerche

Ricercatori della Vanderbilt University hanno scoperto delle nanoparticelle rilasciate dalle cellule, chiamate 'supermeri', che contengono enzimi, proteine ​​e RNA associati a diversi tumori, alle malattie cardiovascolari, all'Alzheimer e persino al Covid-19.

La scoperta, riferita il 9 dicembre 2021 su Nature Cell Biology (1), è un progresso significativo nella comprensione del ruolo che hanno le vescicole extracellulari e le nanoparticelle nel trasporto di 'messaggi' chimici importanti tra le cellule, sia nella salute che nella malattia.

"Abbiamo identificato un certo numero di biomarcatori e obiettivi terapeutici nel cancro, e potenzialmente in una serie di altri stati di malattia, che sono trasportati in questi supermeri", ha detto l'autore senior dello studio Robert Coffey MD. "Ora dobbiamo capire come queste cose vengono rilasciate".

Coffey, professore di ricerca nel cancro e professore di medicina, biologia cellulare e sviluppo, è noto a livello internazionale per i suoi studi sul cancro del colon-retto. Il suo team sta attualmente esplorando se rilevare e puntare nanoparticelle specifiche del cancro nel flusso sanguigno potrebbe portare a diagnosi anticipate e a un trattamento più efficace.

Nel 2019 Dennis Jeppesen PhD, ex ricercatore del laboratorio di Coffey, che ora è istruttore di ricerca in medicina, ha usato tecniche avanzate per isolare e analizzare piccole vescicole extracellulari incluse nella membrana, chiamate 'esosomi'.

Quell'anno, usando l'ultracentrifugazione ad alta velocità, un'altra  collega di Coffey, Qin Zhang PhD, assistente prof.ssa di ricerca in medicina, ha ideato un metodo semplice per isolare una nanoparticella chiamata 'esomero' che manca di un rivestimento di superficie. Nello studio attuale, la Zhang ha preso il 'supernatante', il fluido che rimane dopo che gli esomeri si sono girati in 'pallina', e ha fatto girare il fluido più velocemente e per più tempo.

Il risultato era una pallina di nanoparticelle isolata dal supernatante della rotazione dell'esomero, che i ricercatori hanno chiamato supermeri. "Sono anche super-interessanti", dice spiritosamente Coffey, "perché contengono molti carichi che in precedenza si riteneva fossero negli esosomi".

Per iniziare, i supermeri trasportano la maggior parte dell'RNA extracellulare rilasciato dalle cellule e che si trova nel flusso sanguigno. Tra le altre proprietà funzionali, i supermeri derivati ​​dal cancro possono 'trasferire' la resistenza ai farmaci alle cellule tumorali, forse attraverso il carico dell'RNA che trasportano, hanno riferito i ricercatori.

I supermeri sono trasportatori importanti di TGFBI, una proteina che nei tumori assodati promuove la loro progressione. La TGFBI può quindi essere un utile indicatore nelle biopsie liquide dei pazienti con cancro del colon-retto, hanno notato i ricercatori.

E trasportano anche ACE2, un recettore della superficie cellulare che ha un ruolo nelle malattie cardiovascolari ed è l'obiettivo del virus Covid-19. Ciò suscita la possibilità che l'ACE2 portato dai supermeri possa fungere da 'esca' per legare il virus e prevenire l'infezione.

Un altro carico potenzialmente importante è l'APP, la proteina precursore dell'amiloide-beta implicata nello sviluppo del morbo di Alzheimer. I supermeri possono attraversare la barriera emato-cerebrale, suggerendo che la loro analisi potrebbe migliorare la diagnosi precoce o forse anche il trattamento mirato della malattia.

"L'identificazione di questa ricca pletora di molecole bioattive ... solleva domande interessanti sulla funzione dei supermeri, e aumenta l'interesse per il potenziale di queste particelle come biomarcatori delle malattie", scrivono i ricercatori dell'Università di Notre Dame in una revisione (2) pubblicata con lo studio.