Un gruppo di ricerca di Colonia e Osnabrück ha studiato in dettaglio come le sostanze messaggere segnalano l'infiammazione durante la rimozione delle cellule danneggiate nel corpo. Utilizzando metodi di microscopia ad alta risoluzione, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che due proteine ​​interagiscono dinamicamente tra loro e quindi determinano se una cellula morente innesca una reazione infiammatoria nel corpo.

È stato pubblicato lo studio guidato dalla prof.ssa Ana J. Garcia-Saez (CECAD—Cluster of Excellence for Aging Research presso l'Università di Colonia) e dalla professoressa junior dott.ssa Katia Cosentino (CellNanOs—Center for Cellular Nanoanalytics presso l'Università di Osnabrück). nella rivista Molecular Cell .

Normalmente, il corpo avvia l'apoptosi, una forma di morte cellulare programmata, per sbarazzarsi delle cellule danneggiate. La conoscenza di come funziona esattamente questo meccanismo di pulizia a livello delle molecole coinvolte può dare un contributo significativo alla terapia delle malattie. Nel cancro, ad esempio, le cellule non vengono sistematicamente rimosse dal corpo, ma continuano a vivere e diffondersi. Il trattamento radioterapico viene utilizzato di routine per uccidere le cellule tumorali, ma induce infiammazione nel corpo. La ricerca è in corso in tutto il mondo per scoprire come le terapie contro il cancro causano l'infiammazione e come i trattamenti possono essere meno dannosi per l'organismo.

In questo studio, il team di ricerca di CECAD e CellNanOs si è concentrato su due proteine ​​che sono già note per essere coinvolte nella morte cellulare. BAX e BAK sono le due proteine ​​che regolano il meccanismo di morte cellulare nei mitocondri, le centrali elettriche della cellula. Utilizzando tecniche di imaging ad alta risoluzione, i ricercatori sono stati in grado di osservare per la prima volta come BAX e BAK hanno formato dinamicamente strutture nei mitocondri che hanno influenzato la morte cellulare e l'infiammazione.

A causa della loro grande somiglianza, BAX e BAK sono stati finora indicati come proteine ​​gemelle. Che differiscano sistematicamente nel loro meccanismo d'azione è una nuova scoperta di questo studio. Il team di ricerca è stato in grado di dimostrare che le proteine ​​BAK si organizzano in strutture più piccole più rapidamente rispetto a BAX e che le due proteine ​​si influenzano a vicenda.

"Potremmo osservare chiaramente al microscopio come entrambe le proteine ​​interagissero tra loro per formare un poro nel mitocondrio, in modo che il DNA mitocondriale uscisse attraverso il poro per innescare l'infiammazione", ha spiegato Andreas Jenner dell'Università di Colonia. Questa interazione dinamica delle proteine ​​BAK e BAX era precedentemente sconosciuta e regola la formazione del poro e quindi la quantità di DNA mitocondriale rilasciato. Questo, a sua volta, determina se una risposta infiammatoria viene attivata nel corpo.

"La disponibilità relativa delle proteine ​​BAX e BAK nelle cellule determina la crescita dei pori e la velocità con cui viene rilasciato il DNA mitocondriale. È possibile che i nostri risultati aprano nuove prospettive per controllare l'infiammazione durante i trattamenti contro il cancro", ha spiegato Katia Cosentino dell'Università di Osnabrück .

"I nostri risultati evidenziano come BAX e BAK contribuiscano alla morte cellulare in modi diversi e suggeriscono che queste due proteine ​​dovrebbero essere ben bilanciate nei trattamenti terapeutici del cancro", ha affermato Ana J. Garcia-Saez dell'Università di Colonia.

Tuttavia, tale terapia non esiste ancora. Per ora, sono necessarie ulteriori indagini per determinare se molecole aggiuntive contribuiscono alla dinamica della formazione dei pori BAX e BAK e regolano la crescita e le dimensioni dei pori.