La tossina vegetale ricina è una delle proteine più velenose presenti in natura, rendendolo un'arma biologica estremamente pericolosa. Gli attacchi di Ricin hanno fatto notizia un certo numero di volte nel corso degli anni, compreso lo spettacolare "omicidio dell'ombrello" a Londra negli anni '70, o le lettere di ricina indirizzate a Barack Obama nel 2014. Non c'è antidoto.
La ricina distrugge i ribosomi delle cellule, rendendo inattivo uno dei processi fondamentali richiesti per la vita. Anche dosi minime possono uccidere entro 36-72 ore. La pianta che produce il veleno letale, Ricino comune, si trova anche in alcuni giardini e parchi anteriori. L'olio di ricino estratto dai semi della pianta ha usi medici e industriali.
Gli scienziati sono alla ricerca di un efficace antidoto alla ricina da decenni. Però, le citotossine come la ricina forniscono anche importanti informazioni sulle caratteristiche molecolari delle cellule, come i punti di contatto che il veleno usa per entrare nelle cellule. C'è anche la questione di come le cellule possono proteggersi.
Ricin richiede un codice di accesso contenente zucchero
I ricercatori dell'IMBA hanno scoperto che lo zucchero è un fattore chiave. I ricercatori hanno identificato due geni che rendono la ricina così letale. Fut9 e Slc35c1 regolano il metabolismo di un particolare zucchero nelle cellule, un monosaccaride essenziale chiamato fucosio, da non confondere con il fruttosio o lo zucchero della frutta. Il fucosio si lega alle proteine ed è successivamente in grado di modificare la loro forma e funzione. Poiché il fucosio si lega anche alle proteine della parete cellulare, svolge un ruolo importante nella comunicazione e nel trasporto tra le cellule e l'ambiente circostante. Come riportato in Ricerca cellulare , sia Fut9 che Slc35c1 sono responsabili dell'effetto tossico della ricina perché danno al veleno l'accesso ai sistemi di trasporto delle cellule, permettendogli di raggiungere i ribosomi, che alla fine distrugge.
"Inibendo questi geni, ad esempio mediante una molecola sintetizzata, ostacola il trasporto della ricina nelle cellule e impedisce che raggiunga i ribosomi, dove può scatenare un danno così significativo. Questo perché il veleno richiede una tipica firma di zucchero sulla parete cellulare a cui può attaccarsi, " disse Jasmin Taubenschmid, uno studente di dottorato nel team IMBA guidato da Josef Penninger.
Taubenschmid e il ricercatore di proteine Johannes Stadlmann sono gli autori principali dello studio pubblicato di recente. La ricerca fornisce anche nuove informazioni sull'interazione tra proteine e zucchero, che ha un ruolo nei processi biologici fondamentali. "La ricerca precedente ha esaminato separatamente proteine e zucchero. Ma si scopre che l'interazione tra loro è particolarmente affascinante, e questo ha generato un livello di informazione completamente nuovo, ", ha detto Stadlmann.
Una partnership speciale con l'Università di Münster e l'Università di Heidelberg ha fatto luce sul meccanismo attraverso il quale il veleno ha un effetto. I dipartimenti dell'ospedale universitario hanno fornito al team di ricerca dell'IMBA campioni di cellule di un paziente che non era in grado di metabolizzare il fucosio a causa di un difetto genetico estremamente raro. Era una delle poche persone che potrebbero essere sopravvissute a un tentato omicidio con l'ombrello. Questo perché la ricina non è tossica senza questo particolare zucchero. "La ricerca sulle malattie rare spesso produce risultati sorprendenti che sono utili a un gran numero di persone, ", ha affermato il direttore scientifico dell'IMBA Josef Penninger.
