I nostri polmoni, ossa, vasi sanguigni e altri organi principali sono costituiti da cellule e un modo in cui i nostri corpi ci mantengono in salute è utilizzando messaggeri proteici noti come ligandi. Questi si legano ai recettori sulla superficie delle cellule per regolare i nostri processi biologici. Quando la comunicazione tra ligandi e recettori diventa incomprensibile, possono subentrare diverse malattie. Ora un team di bioingegneri ha modificato un ligando in modo da ottenere una proteina in grado di sconfiggere il cancro e non solo.
Alterando una precisa proteina, gli scienziati sono stati in grado di innescare la rigenerazione delle cellule neuronali, e in alcuni casi hanno bloccato la crescita di un cancro polmonare. Gli esperimenti descritti negli Atti della National Academy of Sciences sono stati condotti su ratti e cellule umane. Ovviamente al momento non sono stati effettuati test sull’uomo. I soddisfacenti risultati hanno dimostrato come sia possibile alterare la genetica delle proteine del corpo per aiutare gli organi vitali a guarire se stessi.
“Speriamo che un giorno queste proteine possano essere usate per trattare malattie neurodegenerative, così come i tumori e altri disturbi come l’osteoporosi e l’aterosclerosi”, ha affermato Jennifer Cochran, bioingegnere a capo della ricerca.
Ad ogni serratura la propria chiave
Il suo laboratorio studia come le interazioni tra ligandi e recettori possano essere ingegnerizzate per creare potenti agenti terapeutici. Come tutte le proteine, i ligandi e i recettori sono costituiti da molti aminoacidi diversi legati insieme in forme tridimensionali distinte. Un ligando con la forma giusta si adatta al suo recettore corrispondente come una chiave si adatta ad una serratura.
Usando sofisticate tecniche di ingegneria molecolare, i ricercatori possono cambiare la gamma di aminoacidi in un ligando e trovare il suo recettore corrispondente. Una chiave che si adatta meglio, fa scattare la serratura in modo più efficiente. Definito in gergo superagonista, questo potrebbe trasmettere messaggi che indicano alle cellule di crescere più efficacemente. La bioingegneria può anche essere usata per trasformare i ligandi in antagonisti, chiavi che bloccano il segnale del recettore, così da ritardare una funzione come la crescita cellulare.
La nuova proteina potrebbe curare il cancro polmonare
L’anno scorso, Cochran ha collaborato con il ricercatore Alejandro Sweet-Cordero per pubblicare un documento su una versione ingegnerizzata della proteina recettore CNTFR. Questa proteina ha contribuito a fermare la crescita del cancro polmonare in alcuni roditori. I nuovi esperimenti si basano sul ligando progettato dallo studente Jun Kim noto come CLCF1, che si lega al recettore del CNTFR. Effettuando una serie di alterazioni degli aminoacidi in CLCF1, Kim ha trasformato quel ligando in un superagonista.
Quando hanno aggiunto questo superagonista a delle cellule neuronali danneggiate, il CLCF1 ingegnerizzato ha cominciato a trasmettere segnali ai neuroni feriti per incoraggiarli a rigenerarsi. Al contrario, Kim e i suoi colleghi ricercatori hanno dimostrato che alterando gli aminoacidi nel CLCF1 si potrebbe inibire la crescita dei tumori polmonari nei topi. Questo suggerisce un diverso possibile uso medicinale per questa variante della molecola.
Cochran ha trascorso la sua carriera a sviluppare nuove proteine ingegnerizzate come candidate terapeutiche per applicazioni di oncologia e medicina rigenerativa. Molte delle molecole scoperte nel suo laboratorio sono passate allo sviluppo preclinico nelle fasi iniziali. Un trattamento per il carcinoma ovarico e renale è ora in fase di sperimentazione sull’uomo. È ottimista sul fatto che ligandi e recettori ingegnerizzati continueranno a rivelarsi farmaci promettenti per combattere le malattie.
