Ricerche

Quando le stazioni di riciclaggio della cellula, i lisosomi, iniziano a perdere, può diventare pericoloso. I rifiuti tossici rischiano di diffondersi e danneggiare la cellula. Ora, ricercatori dell’Università di Umeå (Svezia) hanno scoperto i sensori molecolari che rilevano piccoli fori nelle membrane lisosomiali in modo che possano essere rapidamente riparati, un processo cruciale per prevenire l’infiammazione, la morte cellulare e malattie come l’Alzheimer.

Struttura tipica di una cellula animale; il lisosoma è in alto a sinistra (Fonte: Pubblico dominio, via Wikimedia id=3124654)

I lisosomi sono le stazioni di riciclaggio della cellula, che gestiscono i rifiuti cellulari e li convertono in elementi costitutivi che possono essere riutilizzati. Le membrane lisosomiali sono spesso esposte allo stress di agenti patogeni, proteine ​​e sottoprodotti metabolici. Il danno può portare alla fuoriuscita di contenuti tossici nel citoplasma (parte della cellula all'interno della membrana cellulare), che a sua volta può causare infiammazione e morte della cellula stessa.

Fino ad ora, il meccanismo attraverso il quale le cellule rilevano queste lesioni della membrana era sconosciuto. In uno studio pubblicato di recente, il professor Yaowen Wu e il suo gruppo di ricerca del Dipartimento di Chimica dell’Università di Umeå, avevano identificato la via di segnalazione che si attiva in risposta al danno lisosomiale. Quella scoperta ha gettato le basi per comprendere come la cellula rileva le lesioni della membrana.

Nel nuovo studio pubblicato sull'EMBO Journal, i ricercatori fanno un ulteriore passo avanti, scoprendo due complessi proteici autofagici, i sensori a lungo ricercati del danno lisosomiale.

"Rispondono e si spostano rapidamente verso le membrane danneggiate quando fuoriescono protoni o calcio, avviando il sistema di riparazione che sigilla il buco. Abbiamo osservato che senza queste due proteine ​​chiave, la cellula non riesce a riparare il danno, causando la rottura del lisosoma", afferma Yaowen Wu, autore senior dello studio.

Il team ha usato una combinazione di scansioni di cellule vive, modelli genetici knockout (con qualche componente genetico rimosso), microscopia avanzata e test di riparazione funzionale per mappare la sequenza di eventi successivi al danno lisosomiale controllato. I risultati si applicano a diversi tipi di cellule e mostrano lo stesso meccanismo sottostante.

"La scoperta fornisce una nuova comprensione e apre la porta a nuove strategie di trattamento per le malattie in cui il danno lisosomiale ha un ruolo centrale. Nei prossimi studi, esamineremo i collegamenti con la neurodegenerazione, le infezioni e l'infiammazione", afferma Yaowen Wu.

Dale Corkery, scienziato dello staff e primo autore, aggiunge:

"È fondamentale che i contenuti lisosomiali rimangano al loro posto. Se capiamo perché le perdite a volte non vengono rilevate, possiamo anche capire perché le cellule muoiono nelle malattie neurodegenerative".