Nuova luce sui meccanismi che controllano il metabolismo cellulare

   SanitàNews, 26/03/2013

Uno studio, pubblicato su Nature Cell Biology e realizzato dal gruppo di ricerca coordinato da Francesco Cecconi del dipartimento di Biologia dell'Universita' di Roma Tor Vergata e dell'Irccs Fondazione Santa Lucia, fa luce su un meccanismo fondamentale nel controllo del metabolismo di ogni nostra cellula. Conoscere in dettaglio il modo in cui le cellule utilizzano i nutrienti e mobilizzano le loro risorse energetiche e' di grande importanza in oncologia e nella lotta contro molte malattie (neurodegenerazioni, distrofie muscolari congenite, autoimmunita', malattie metaboliche quali l'obesita' o le malattie da accumulo lisosomiale). Le cellule tumorali, infatti, crescono velocemente utilizzando meccanismi alternativi per produrre energia e prediligendo il riciclaggio dei propri componenti anziche' lo sfruttamento delle risorse esterne. Esse mettono in pratica quindi un attento piano di "risparmio energetico" per riprodursi a lungo, reagire alla risposta del nostro sistema immunitario e invadere i nostri tessuti. Questo processo prende il nome di "autofagia" (dal greco autos fagein, mangio me stesso). Con lo stesso sistema, si pensa che spesso le cellule tumorali sfuggano alle aggressioni della chemioterapia o dei nuovi farmaci biologici. I neuroni e le cellule muscolari, invece, ricorrono alla stessa attivita' metabolica "alternativa" per "ripulirsi" da sostanze tossiche o da organuli difettosi e, quando il meccanismo di ripulitura si inceppa, vanno incontro a degenerazione, come avviene ad esempio nel morbo di Parkinson o nella distrofia di Bethlem. L'autofagia puo' avere, dunque, per la salute umana ruoli negativi, nei tumori, oppure positivi, nelle malattie degenerative, a seconda delle circostanze. Una molecola chiave nella regolazione metabolica di tutte le nostre cellule e' la grande proteina mTOR, ossia il principale regolatore di come e quando le cellule producono altre proteine. La proteina mTOR integra infatti tutte le comunicazioni che provengono dai nutrienti e dai fattori di crescita, e funge da punto di connessione fra i segnali cellulari per controllare crescita, metabolismo, e persino longevita' nelle cellule sane. La giovanissima Francesca Nazio e i ricercatori diretti da Cecconi hanno scoperto che il gene mTOR, quando la cellula e' in buona salute e i nutrienti a sua disposizione abbondano, blocca ogni attivita' di risparmio energetico nella cellula mediante la specifica regolazione biochimica della proteina Ambra1, limitando, in sostanza, il ricorso della cellula stessa a vie metaboliche alternative. Se invece la cellula e' sottoposta a stress e i nutrienti scarseggiano, questo blocco e' rimosso, mTOR smette di funzionare e Ambra1 si attiva sostenendo cosi' l'autofagia come sistema di riequilibrio energetico. I ricercatori hanno anche scoperto come Ambra1 regoli l'autofagia: Ambra1 modifica la proteina ULK1 stabilizzandola, affinche' stimoli e mantenga il processo autofagico in funzione. Questo meccanismo e' di grande importanza perche' e' difficile modulare i davvero pochi bersagli molecolari di mTOR, sinora identificati nella cellula (la stessa ULK1, TFEB e ATG13), per controllare il metabolismo cellulare. Si puo' prevedere, quindi, che questa scoperta consenta la messa a punto di nuove strategie farmacologiche mirate a modulare Ambra1 e mTOR, e capaci di controllare le scelte metaboliche delle nostre cellule in numerose condizioni patologiche, anche molto diverse fra loro.