TORC1 è un complesso enzimatico che controlla la normale crescita delle cellule. Però, quando è troppo attivo, può promuovere malattie come il cancro. Uno studio condotto da biologi dell'Università di Ginevra (UNIGE), Svizzera, e pubblicato sulla rivista Natura descrive come lo zucchero regola l'attività di TORC1 attraverso un meccanismo sorprendente. In presenza di zucchero, i singoli TORC1 stimolano i vari processi metabolici che consentono alle cellule di crescere. In assenza di zucchero, I TORC1 si assemblano in una struttura tubolare, rendendoli inattivi, e quindi, la crescita cellulare si ferma. I processi di formazione e smontaggio di questi tubuli sono facili da osservare nelle cellule viventi, quale, nel lavoro futuro, consentirebbe di identificare composti che interferiscono con questo processo. Come regolatori della crescita cellulare, tali composti rappresentano un'interessante strategia antitumorale.

Alcuni dei tesori dell'Isola di Pasqua sono invisibili. Negli anni Sessanta, i ricercatori hanno scoperto un batterio che produce un composto con potenti proprietà antimicotiche. Lo chiamavano rapamicina, dal nome nativo dell'isola Rapa Nui. Sebbene evolutivamente distante, funghi e mammiferi condividono gran parte della biochimica di base che guida la crescita cellulare. Infatti, è stato quindi scoperto che la rapamicina inibisce anche la crescita delle cellule umane, in particolare le cellule cancerose.

Il bersaglio della rapamicina (TOR), scoperto per la prima volta nel lievito, poi nell'uomo, è un enzima che regola la crescita. Professor Robbie Loewith, direttore del Dipartimento di Biologia Molecolare della Facoltà di Scienze dell'UNIGE, scoperto che TOR è presente in due distinti complessi proteici, TORC1 e TORC2, per regolare i diversi processi legati alla crescita.

TORC1 è iperattivo in diverse malattie, compreso il cancro, che è un grave problema di salute pubblica. "Le cellule tumorali sovraregolano massicciamente i percorsi di crescita, e sono quindi particolarmente sensibili alla presenza di zucchero. Volevamo quindi capire come lo zucchero regola l'attività di TORC1, " spiega il ricercatore. La collaborazione di ricerca internazionale riporta la comparsa di una nuova struttura TORC1 nelle cellule:"Quando le cellule sono private di glucosio, i singoli TORC1 si assemblano insieme per formare una struttura tubolare che può raggiungere un quinto delle dimensioni della cellula. Formazione di questo tubulo, che chiamiamo TOROID, consente sia la conservazione che l'inattivazione di TORC1 che arresta la crescita cellulare, " spiega Manoël Prouteau, membro del gruppo di Ginevra e primo autore dell'articolo.

Una costruzione molecolare filmata dal vivo

Questo studio ha anche dimostrato che la reintroduzione del glucosio provoca il rapido smontaggio dei TOROID, permettendo alle cellule di riprendere la loro crescita con la successiva riattivazione dei TORC1 liberati. "Questo lavoro è stato fatto nel lievito; anzi, molte delle scoperte relative al TOR sono state fatte nel lievito prima di essere confermate nei mammiferi. È quindi molto probabile che i TOROID esistano e funzionino allo stesso modo negli esseri umani, " nota Robbie Loewith.

Il montaggio e lo smontaggio dei TOROID, la più grande elica proteica scoperta fino ad oggi, possono essere facilmente osservati grazie ai principali progressi nei metodi di microscopia. Ciò renderà possibile la ricerca di composti in grado di stabilizzarli o destabilizzarli all'interno delle cellule. Tali composti sarebbero di grande interesse clinico come modificatori della crescita cellulare.

Questa scoperta potrebbe quindi aprire la strada a un nuovo approccio terapeutico per trattare le malattie associate alla deregolamentazione dell'attività TOR. Infatti, sebbene la rapamicina esista già come inibitore naturale di TOR, ha effetti collaterali significativi, e servono alternative.