Gli scienziati sanno da tempo che disturbare il ritmo circadiano può influire negativamente sulla chimica del corpo. In realtà, i lavoratori la cui cicli sonno-veglia sono sconvolti da turni di notte sono più suscettibili alle malattie infiammatorie croniche come il diabete, l'obesità e il cancro.

I ricercatori del Salk Institute for Biological Studies hanno ora trovato un possibile legame molecolare tra i disturbi del ritmo circadiano e un incremento della risposta infiammatoria.

In uno studio pubblicato il 9 luglio su Proceedings of the National Academy of Sciences, il team del Salk ha scoperto che l'assenza di un componente chiave dell'orologio circadiano, chiamato criptocromo (CRY), porta alla attivazione di un sistema di segnalazione che eleva i livelli di molecole infiammatorie nel corpo. "Ci sono prove convincenti che una infiammazione costante di basso grado, potrebbe essere la causa di malattie croniche come il diabete, l'obesità e il cancro", dice l'autore senior Inder Verma, professore nel laboratorio di genetica del Salk e docente Irwin e Joan Jacobs in Exsemplary Life Science. "I nostri risultati indicano con forza che un sistema di orologio aritmico, indotto dall'assenza di proteine CRY, da solo è sufficiente per aumentare il livello di stress delle cellule, portando a espressione costante di proteine infiammatorie e causando infiammazione cronica di basso livello".

Il criptocromo serve come pausa per rallentare l'attività dell'orologio circadiano, che segnala ai nostri sistemi biologici di rilassarsi ogni sera. Alla mattina il CRY ferma di inibire l'attività dell'orologio, aiutando la nostra fisiologia ad aumentare per l'attività del giorno.

Per conoscere il ruolo dei componenti dell'orologio circadiano sulla funzione immunitaria, gli scienziati del Salk hanno misurato l'espressione dei mediatori infiammatori nell'ipotalamo (l'area del cervello responsabile della regolazione del ciclo sonno-veglia) di topi ai quali erano stati eliminati i geni CRY. Attraverso una serie di test, questi topi fuori combattimento hanno mostrato un aumento significativo dell'espressione di certe proteine note come citochine infiammatorie, che comprendono l'interleuchina-6 e il fattore-α di necrosi tumorale, rispetto ai topi con geni CRY. "I nostri risultati dimostrano che la mancanza di criptocromo attiva queste molecole proinfiammatorie, indicando un ruolo potenziale del criptocromo nella regolazione dell'espressione di citochine infiammatorie", dice Satchidananda Panda, professore associato nel Laboratorio di Biologia Regolatoria del Salk e uno degli autori principali dello studio.

Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che la mancanza di CRY ha attivato il percorso della NF-kB, un condotto di segnalazione molecolare che controlla molti geni coinvolti nel processo infiammatorio. La NF-kB è un complesso di proteine nel citoplasma di una cellula, "felici solo di non fare nulla", dice Verma. In risposta a uno stimolo, viene trasferito nel nucleo della cellula, dove si lega ai geni infiammatori e li accende. La regolazione di questi geni è strettamente controllata, ma la NF-kB non spegne del tutto la loro espressione. Questa espressione persistente provoca l'infiammazione. "Ogni volta che si accende questo percorso, c'è una quantità residua di infiammazione lasciata nel corpo", dice Rajesh Narasimamurthy, un socio di ricerca nel laboratorio di Verma e primo autore della carta. "Questo si accumula nel tempo, contribuendo a malattie legate all'infiammazione come l'obesità e il diabete".

Precedenti ricerche hanno dimostrato che sopprimere l'attività del percorso della NF-kB può essere una terapia idonea per alcune malattie. Ad esempio, la NF-kB viene attivata automaticamente nelle cellule tumorali del mieloma multiplo, che colpisce le cellule del plasma che combatte l'infezione nel midollo osseo e permette alle cellule di proliferare. I farmaci che inibiscono questa attività potrebbero essere in grado di degradare la NF-kB al punto da uccidere la malattia.

I ricercatori dicono che l'obiettivo è ora quello di trovare il modo di sopprimere l'attivazione della NF-kB nel breve termine per il trattamento di malattie come il diabete. Essi avvertono che ogni soppressione a lungo termine del percorso potrebbe portare ad infezione cronica. "Vorremmo trovare molecole che modificano questa attività e concentrarci su quegli inibitori piccole-molecole per il trattamento della malattia", aggiunge Verma.

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Fonte: Materiale del Salk Institute, via EurekAlert!, a service of AAAS.

Riferimento: R. Narasimamurthy, M. Hatori, SK Nayak, F. Liu, S. Panda, IM Verma. Circadian clock protein cryptochrome regulates the expression of proinflammatory cytokines. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2012; 109 (31): 12662 DOI: 10.1073/pnas.1209965109.

Pubblicato in ScienceDaily il 1 Agosto 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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