I ricercatori dell'Università di Shinshu in Giappone hanno scoperto che modificando le proprietà chimiche dei fusicoccini, una specie di composto organico tossico prodotto da funghi per rovinare le piante, possono trasformarli in sostanze chimiche con proprietà antitumorali nelle cellule. I risultati dello studio sono stati pubblicati in Chimica:una rivista europea nel settembre del 2018.

Mentre i fusicoccini sono noti per essere coinvolti in diverse attività nella cellula dei mammiferi, i loro meccanismi esatti non sono stati ben compresi. Nelle piante, i fusicoccini si legano strutturalmente a un tipo specifico di proteina, chiamate proteine ​​14-3-3. Nei mammiferi, le stesse proteine ​​14-3-3 sono responsabili della regolazione di diversi processi cellulari tra cui la crescita e la morte cellulare, differenziazione e invecchiamento.

In tale contesto, gli autori hanno specificamente esaminato l'effetto di un modello fusicoccina sul legame tra le proteine ​​14-3-3 e le loro molecole partner in un processo di formazione di complessi funzionali più grandi. I ricercatori hanno dimostrato che un cambiamento chimico chiave nella struttura di una fusicoccina non influisce solo sul comportamento di legame tra una proteina 14-3-3 e la sua molecola partner durante la formazione complessa (nota anche come interazione proteina-proteina, PPI), ma questo cambiamento ha anche trasformato la fusicoccina in una sostanza tossica con la capacità di distruggere le cellule, quest'ultimo è di particolare rilevanza nelle cellule tumorali.

"La cosa più intrigante per noi è che il semplice cambiamento strutturale del fusicoccin, che altrimenti non possiede alcuna tossicità nelle cellule umane, può portare ad agenti antitumorali, " dice Junko Ohkanda, dottorato di ricerca, autore corrispondente del documento di ricerca e professore presso l'Istituto di Agricoltura, Università di Shinshu. "Il nostro studio suggerisce che il composto funziona come stabilizzatore per le interazioni proteina-proteina. Finora sono noti solo pochi esempi di ciò".

Gli autori hanno prima sintetizzato due fusicoccine modello, uno con un gruppo ossidrile critico, o una regione che contiene una molecola di idrogeno legata a una molecola di ossigeno, e uno senza un gruppo ossidrile. Questo è stato fatto attraverso una serie di reazioni chimiche. Per poter osservare l'effetto di una fusicoccina sulle interazioni proteina-proteina, i ricercatori hanno utilizzato l'etichettatura a fluorescenza. Ciò ha permesso loro di differenziare quando una proteina si lega a un tipo specifico di fusicoccina sintetica e di comprendere gli effetti strutturali della proteina della presenza o assenza del gruppo ossidrile.

Anche se i composti che regolano le interazioni tra proteine ​​sono emersi come nuovi promettenti bersagli farmacologici nell'era post-genomica e hanno ricevuto molta attenzione negli ultimi due decenni, lo sviluppo di una molecola sintetica che ha quella funzione rimane impegnativo. "Speriamo di essere in grado di sviluppare un nuovo agente antitumorale clinicamente rilevante a base di fusicoccine, che controllano selettivamente le interazioni proteina-proteina che sono fondamentali per la sopravvivenza cellulare, " dice il professor Ohkanda.

Secondo Ohkanda, il team di ricerca ritiene che "i fusicoccini forniscano una nuova base molecolare per lo sviluppo sia di farmaci antitumorali che di induttori di PPI, che sono altamente desiderabili per un'ulteriore comprensione della biologia cellulare." Nella loro ricerca futura, gli autori mirano a concentrarsi sul fare luce sui meccanismi di azione. Come tale, si stanno già concentrando sull'identificazione dei bersagli cellulari.