I ricercatori della Scripps Institution of Oceanography dell'Università della California a San Diego hanno fatto una scoperta con potenziali impatti sulla salute umana in un verme tubico di pergamena, l'invertebrato marino Chaetopterus sp., che risiede nei fondali marini fangosi.

Un nuovo studio pubblicato oggi in Giornale biochimico scopre che il tubeworm, noto anche per la sua bioluminescenza, risulta avere una ferritina con le prestazioni catalitiche più veloci mai descritte, quasi otto volte più veloce di quello delle capacità umane.

La ferritina è un'importante proteina presente in quasi tutti gli organismi viventi poiché gestisce il metabolismo del ferro nelle cellule immagazzinandolo e rilasciandolo in modo controllato. Negli umani, è fondamentale per l'accumulo di ferro e il metabolismo del ferro, aiutando a bilanciare il ferro nel sangue.

"Siamo rimasti sorpresi nello scoprire che, anche se la ferritina dei tubeworm è molto simile alla ferritina umana, supera la variante umana, da molto, " ha detto il ricercatore di Scripps Dimitri Deheyn, il ricercatore capo dello studio. "Ci sono importanti implicazioni per la ricerca biotecnologica in questa scoperta, in particolare per i numerosi laboratori che sviluppano applicazioni di ferritina."

Questa scoperta ha anche importanti implicazioni sulla salute umana per la ricerca biomedica, poiché la ferritina è una proteina essenziale per chi ha carenza di ferro e problemi di metabolismo generale del ferro. Questa scoperta può essere un nuovo strumento nella ricerca futura sulla ferritina da utilizzare nei pazienti, grazie alla sua biocompatibilità e capacità di trasportare, proteggere e fornire piccole molecole come farmaci a bersagli specifici.

Il verme tubolare della pergamena è stato a lungo studiato dal laboratorio di Deheyn, principalmente per le sue capacità bioluminescenti. La specie ha anche la capacità unica di mantenere la sua luce blu incandescente per ore, e a volte giorni e giorni, significativamente più a lungo della maggior parte degli organismi bioluminescenti che in genere si illuminano solo per millisecondi o secondi. Uno studio pubblicato nel 2016 in Rapporti scientifici dall'ex ricercatore postdottorato Scripps Renu Rawat ha suggerito che la ferritina nel muco del verme ha consentito la produzione di luce continua.

A causa dell'effetto di stimolazione della luce, la presenza di ferritina nel muco è stata considerata interessante dai ricercatori per comprendere ulteriormente il suo ruolo in questo insolito modello di produzione di luce nel verme tubico.

"Il legame con la bioluminescenza è incredibilmente importante, e stiamo appena iniziando a capire come la ferritina influenzi la bioluminescenza e perché la ferritina funzioni molto più velocemente in questo organismo, ", ha affermato Evelien De Meulenaere, studiosa post-dottorato e co-autrice dello studio di Scripps, che ha studiato le proprietà uniche di questo verme tubolare per più di tre anni.

De Meulenaere descrisse la ferritina come a forma di pallone da calcio, con aperture che assorbono il ferro quando disponibile, conservarlo e rilasciarlo quando necessario. Questa struttura specifica consente un'ampia gamma di applicazioni, dal medico all'ambiente. Potrebbe aiutare il rilascio di farmaci mirati, funzionare come mezzo di contrasto sicuro, mentre viene anche utilizzato per il trattamento delle acque assorbendo e immagazzinando selettivamente i contaminanti.

Nella sua ricerca, De Meulenaere ha testato due diversi approcci per misurare la risposta enzimatica, coprendo diverse scale temporali. Entrambi gli approcci hanno confrontato le reazioni della ferritina del verme con la ferritina umana. Nel primo approccio, ferro è stato aggiunto a provette di reazione contenenti le rispettive ferritine, dopodiché è stata misurata nel tempo (1-2 ore) la quantità residua di ferro ferroso rimasto in soluzione. Il secondo ha analizzato su scala di millisecondi quanto ossido di ferro è stato creato all'interno della ferritina, indicato dalla generazione della colorazione "ruggine" del tubo. Entrambi gli approcci hanno determinato che la ferritina del verme ha convertito il ferro in modo significativamente più veloce.

Il tuboworm è pervasivo in nearshore, fondali fangosi. Quello utilizzato in questo studio è comune in tutta San Diego e nel sud della California, però, diverse varianti del verme tubicolo si possono trovare nelle zone costiere temperate di tutto il mondo. Considerata una specie invasiva che vive tipicamente in un tubo che si costruisce nel fango, il verme e il suo rivestimento del tubo sono anche oggetto di studio da parte dei ricercatori del Deheyn's Lab per analizzare ulteriormente la sua resilienza al calore.