Utilizzando una rivoluzionaria tecnica di microscopia a cellule vive, un team internazionale di scienziati ha osservato per la prima volta singoli recettori per ormoni e farmaci che lavorano in cellule intatte.

I recettori accoppiati a proteine ​​G (GPCR) sono tra i bersagli più caldi per le terapie per condizioni come l'ipertensione, asma o Parkinson. Questi recettori sono i siti di azione di molti ormoni e neurotrasmettitori e consentono loro di regolare l'attività delle nostre cellule. Di conseguenza, circa la metà di tutti i farmaci attualmente prescritti mira a questi recettori per curare malattie comuni.

Come suggerisce il nome, questi recettori devono trovare e interagire con le cosiddette proteine ​​G sulla membrana cellulare per avviare e regolare i processi intracellulari. Come e dove ciò avvenga non è ben compreso. Un team internazionale di scienziati delle Università di Würzburg, Birmingham e Wroclaw hanno ora osservato e studiato direttamente i contatti iniziali tra i singoli recettori e le proteine ​​G e gli eventi successivi sulle superfici delle cellule viventi.

"Siamo stati in grado di dimostrare che i recettori e le proteine ​​G si incontrano preferenzialmente in siti speciali sulla membrana cellulare, che chiamiamo punti caldi, "dice il professor Davide Calebiro, l'autore senior dello studio, che è appena apparso sul giornale Natura .

Queste osservazioni dettagliate delle membrane cellulari viventi sono state rese possibili dall'uso di un metodo altamente sofisticato basato sulla microscopia a singola molecola. Gli autori hanno anche osservato che i recettori e le proteine ​​G di solito rimangono associati solo per un breve periodo. Infatti, la maggior parte delle interazioni è terminata dopo un solo secondo. Per di più, i ricercatori hanno scoperto che il citoscheletro sotto la membrana cellulare svolge un ruolo importante nella formazione dei punti caldi. L'esistenza di questi punti caldi per la segnalazione del recettore era finora sconosciuta.

Davide Calebiro ei suoi coautori sono convinti che gli hot spot esercitino un'importante influenza sulla segnalazione del recettore aumentando la velocità e l'efficienza dell'attivazione della proteina G. Allo stesso tempo, consentono ai segnali risultanti di rimanere locali. Secondo gli scienziati, le loro nuove scoperte mostrano che "processi biologici apparentemente semplici possono essere altamente sofisticati una volta osservati da una breve distanza". Anticipano che gli eccezionali progressi nelle tecniche di imaging porteranno a una comprensione molto più profonda di questi processi nel prossimo futuro.

Secondo gli autori, queste intuizioni forniscono l'opportunità per nuovi approcci terapeutici. "I farmaci attualmente utilizzati possono solo attivare o bloccare i recettori, " dice Davide Calebiro. In futuro, potrebbe essere possibile influenzare questi processi in modo molto più preciso, ad esempio manipolando la mobilità dei recettori e delle proteine ​​G sulla membrana cellulare o le loro interazioni nei punti caldi.