Dopo essersi ripresi dalla pancreatite, i topi privi di Fic hanno maggiori probabilità di sviluppare cicatrici nel pancreas. Credito:UT Southwestern Medical Center
Un nuovo studio suggerisce che un enzima chiamato Fic, il cui ruolo biochimico è stato scoperto all'UT Southwestern più di una dozzina di anni fa, sembra svolgere un ruolo cruciale nel guidare la risposta cellulare allo stress. I risultati, pubblicati in PNAS , potrebbe eventualmente portare a nuovi trattamenti per una varietà di malattie.
"Pensiamo che Fic agisca come un termostato che regola la risposta di una cellula ai fattori di stress. Se potessimo ottenere il controllo di quel termostato e impostarlo come vogliamo nei diversi tessuti, un giorno potremmo essere in grado di rallentare o addirittura fermare la progressione di alcune malattie, " ha affermato Amanda Casey, Ph.D., assistente professore di biologia molecolare ed ex borsista post-dottorato nel laboratorio Orth dell'UTSW. Il Dr. Casey ha condotto questo studio insieme a Kim Orth, Ph.D., professore di biologia molecolare e ricercatore dell'Howard Hughes Medical Institute.
Originariamente scoperto nei batteri Vibrio parahaemolyticus noti per causare intossicazioni alimentari, Fic è stato un obiettivo di lunga data del laboratorio Orth. Nel 2009, la Dr. Orth e i suoi colleghi hanno pubblicato il primo articolo che mostra che Fic è coinvolto in un processo chiamato AMPylation, in cui questo enzima facilita il trasferimento di un gruppo fosfato e adenosina ad altre proteine, modificandone l'attività. I ricercatori hanno presto scoperto che anche gli animali, dai vermi all'uomo, hanno un enzima Fic.
La ricerca sui moscerini della frutta ha suggerito che Fic sembrava essere importante per la resilienza allo stress e il recupero. Un documento pubblicato nel 2018 dal Dr. Orth e dal Dr. Helmut Krämer, Ph.D., Professore di Neuroscienze e Biologia Cellulare all'UTSW, e colleghi, hanno dimostrato che le mosche costantemente esposte a una luce intensa, che danneggia i loro occhi, subiscono danni permanenti se i loro Il gene Fic è stato cancellato attraverso l'ingegneria genetica. Tuttavia, il ruolo di questo enzima nei mammiferi non era chiaro.
Per rispondere a questa domanda, i ricercatori hanno progettato un modello murino senza un gene Fic. Questi animali erano inizialmente indistinguibili dai compagni di cucciolata con Fic e sembravano sani. Tuttavia, quando i ricercatori hanno digiunato gli animali per 14 ore e poi hanno permesso loro di mangiare quanto volevano per due ore, un fattore di stress per il pancreas, che controlla la glicemia e produce enzimi digestivi chiave, il lavoro del sangue sugli animali carenti di Fic ha mostrato una risposta allo stress molto più elevata rispetto agli animali con Fic.
Ulteriori indagini hanno mostrato che un percorso molecolare chiamato risposta proteica spiegata (UPR), che si attiva quando le cellule stressate non riescono a tenere il passo con il ripiegamento delle proteine di nuova generazione, è stato attivato più fortemente negli animali carenti di Fic.
I ricercatori hanno fatto risultati simili quando ai modelli murini è stato somministrato un farmaco chiamato caeruleina, che agisce sul pancreas per forzare una maggiore produzione di enzimi digestivi. Sebbene gli animali con Fic e quelli senza pancreatite sviluppata, quelli senza questo enzima presentavano una malattia significativamente peggiore, accompagnata da un UPR significativamente più forte.
È interessante notare che, sebbene gli animali con Fic si siano ripresi rapidamente, quelli senza Fic hanno sviluppato cicatrici permanenti nel pancreas, un segno di una resilienza significativamente inferiore allo stress, ha affermato il dottor Casey.
Il Dr. Orth ha aggiunto che una risposta allo stress cellulare incontrollata e l'UPR svolgono un ruolo in molte malattie tra cui cancro, sindrome metabolica, aterosclerosi, degenerazione retinica e vari disturbi neurodegenerativi.
"Se riusciamo a determinare come è impostato il 'termostato da stress', potremmo regolarlo su o giù in varie malattie in cui la risposta allo stress è un fattore", ha affermato. + Esplora ulteriormente
