Autofagia: chi controlla il destino delle cellule che si auto-mangiano

18 July 2013

In un nuovo articolo pubblicato sulla rivista Nature, dei ricercatori presentano un meccanismo finora sconosciuto che controlla se una cellula sopravvive all'autofagia, un processo nel quale la cellula consuma una parte di se stessa.

La scoperta significa che potrebbe essere ora possibile influenzare il processo, che è coinvolto in una vasta gamma di gravi malattie, compreso l'Alzheimer.

Lo studio è il risultato di una collaborazione tra scienziati del Karolinska Institutet in Svezia, dell'Università del Michigan, e della University of California di San Diego, che erano interessati a scoprire se l'autofagia può essere influenzata da eventi nel nucleo della cellula. Hanno scoperto con sorpresa che una catena di segnali nel nucleo agisce da interruttore molecolare che determina se la cella deve morire o sopravvivere.

In parole povere l'autofagia è un processo in cui la cellula consuma parti di se stessa, ed è un modo per ripulire grumi anomali di proteine e per liberarsi di organelli ("organi" della cellula) danneggiati, scomponendoli. La cellula usa il processo anche quando è stressata da circostanze esterne, come la fame, per mantenersi in vita fino a tempi migliori. Così mentre autofagia può proteggere la cellula, può anche portare alla sua morte. Tuttavia è proprio il modo in cui controlla se vivere o morire ad essere rimasto misterioso finora.

L'autofagia è coinvolta in numerose malattie, come cancro, diabete, obesità, malattie cardiovascolari, infiammazioni croniche, Alzheimer e Parkinson, così come nell'adattamento fisiologico all'esercizio, nello sviluppo del sistema immunitario e nell'invecchiamento. "Dato il ruolo dell'autofagia nelle malattie umane, tutto quello che dobbiamo fare è selezionare un modello di malattia e verificare se c'è qualcosa da guadagnare nell'influenzare la nuova rete di segnalazione che abbiamo individuato", spiega Bertrand Joseph del Dipartimento di Oncologia-Patologia del Karolinska Institutet, che ha guidato lo studio.

A tutt'oggi l'autofagia è stata considerata principalmente un processo nel citoplasma della cellula; questo studio può ribaltare completamente questa visione, in quanto i risultati indicano che gli eventi nel nucleo delle cellule hanno un ruolo essenziale nel controllo del processo, una volta avviato. Il DNA nel nucleo cellulare è impacchettato intorno alle cosiddette proteine istoniche, sulle quali diversi enzimi possono attaccarsi a gruppi acetili. Tale modificazione degli istoni è un tipo di regolazione epigenetica, che può influenzare l'espressione genica senza cambiare la sequenza del DNA. La modifica degli istoni è un processo dinamico, poiché alcuni enzimi aggiungono i gruppi acetili e altri enzimi li rimuovono.

I ricercatori hanno studiato come l'acetilazione dell'istone H4 influenza l'autofagia, ed hanno scoperto che, durante il processo, diminuisce l'acetilazione dell'H4, il che porta ad una riduzione dell'espressione dei geni correlati all'autofagia. Se si blocca questa specifica modifica degli istoni, le cellule autofagiche muoiono. "Questi risultati aprono delle vie per influenzare l'autofagia", dice il Dott. Joseph.

I gruppi di ricerca del Karolinska Institutet coinvolti nello studio sono finanziati dalla Children's Cancer Foundation, dalla Swedish Cancer Society, dal Consiglio svedese della ricerca, e dalla Cancer Society di Stoccolma.

Fonte: Karolinska Institutet.

Riferimento: Jens Füllgrabe, Melinda A. Lynch-Day, Nina Heldring, Wenbo Li, Robert B. Struijk, Qi Ma, Ola Hermanson, Michael G. Rosenfeld, Daniel J. Klionsky, Bertrand Joseph. The histone H4 lysine 16 acetyltransferase hMOF regulates the outcome of autophagy. Nature, 2013; DOI: 10.1038/nature12313

Pubblicato in Science Daily (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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