Le malattie neurodegenerative come la SLA, la FTD e altre impongono un fardello sempre più pesante sui sistemi sanitari globali. In queste condizioni, proteine ​​come TDP-43, FUS, Tau, hnRNPA1, hnRNPA2B1 e proteine ​​contenenti polyQ subiscono una separazione di fase anomala, innescando alterazioni biofisiche irreversibili. Svelare i meccanismi alla base della separazione di fase aberrante offre una nuova prospettiva sulla comprensione dell'insorgenza e della progressione delle malattie neurodegenerative.

Nel cancro, complesse mutazioni genetiche interrompono i normali processi di separazione delle fasi, alimentando la formazione di tumori. Esempi degni di nota includono la fusione dei geni nella leucemia e delle proteine ​​di fusione nei sarcomi, che provocano cambiamenti significativi nella regolazione dei geni a valle e favoriscono la crescita del tumore maligno. Mirare alla separazione di fase aberrante rappresenta una nuova strada per comprendere e potenzialmente trattare il cancro.

Gli agenti patogeni sfruttano i condensati biomolecolari per rafforzare l’infettività, mentre il sistema immunitario ospite sfrutta la separazione di fase per identificare e neutralizzare gli agenti patogeni. Le proteine ​​virali orchestrano la formazione di centri di replicazione o corpi di inclusione, fondamentali per la replicazione e l’assemblaggio virale, amplificando così l’infettività virale. La comprensione delle dinamiche della separazione di fase durante l'infezione fa luce sulle interazioni ospite-patogeno e sulle risposte immunitarie, facilitando potenzialmente lo sviluppo di strategie antivirali.

Gli attuali approcci terapeutici prendono di mira sia i "controllori" che i "driver" della separazione di fase liquido-liquido (LLPS). I controllori, che comprendono proteine ​​strutturali come enzimi, recettori della superficie cellulare e fattori di trascrizione, sono sottoposti a regolazione tramite vie di segnalazione e modifiche post-traduzionali.

Nel frattempo, i fattori determinanti, come specifiche proteine ​​intrinsecamente disordinate (IDP) e acidi nucleici, svolgono un ruolo fondamentale nell’LLPS. Piattaforme innovative di screening dei farmaci, come DropScan, sono promettenti per l’identificazione di composti in grado di modulare la separazione di fase aberrante in malattie come il cancro. Approfondimenti sulla biologia del condensato sono fondamentali per manipolare in modo efficace gli assemblaggi transitori per scopi terapeutici.

La revisione conclude che il campo della condensazione biomolecolare e della separazione di fase è in rapida evoluzione, fornendo nuove informazioni sui meccanismi della malattia e sulle potenziali strategie terapeutiche. La ricerca in corso presenta prospettive promettenti per terapie trasformative, rimodellando il nostro approccio al trattamento delle malattie e alla cura dei pazienti. Il lavoro dal titolo "Long way up:ripensare le malattie alla luce della separazione di fase e della transizione di fase" è stato pubblicato su Protein &Cell .