I biochimici hanno fatto una scoperta che fa luce sul meccanismo molecolare che consente ad alcune cellule, come le cellule immunitarie o persino le cellule tumorali maligne nell'uomo, per farsi strada attraverso tessuti come organi, pelle o ossa.

Il lavoro, condotto nel laboratorio dell'Università dell'Oregon di Brad Nolen, professore presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica, è stato descritto in un articolo nel numero del 13 febbraio del Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

I ricercatori hanno esaminato una proteina fibrosa simile a una corda nelle cellule chiamata actina, che cresce e si ramifica come fanno i rami degli alberi. Quando i rami di actina crescono, spingono sulla membrana cellulare e creano sporgenze simili a braccia. Queste braccia possono tirare in avanti una cellula immunitaria, permettendogli di inseguire gli invasori stranieri e avvolgerli e ingoiarli.

Nolen e colleghi hanno esaminato il complesso correlato all'actina, Arp2/3, un grande insieme di proteine ​​che è necessario per l'actina a ramificarsi. Quando Arp2/3 si siede sull'actina promuove un nuovo ramo da formare in quel sito.

Questo complesso Arp2/3 è fondamentale per la motilità cellulare, la capacità di muoversi e svolgere una miriade di compiti, e per inizializzare la costruzione di una rete di filamenti nota come citoscheletro di actina che fornisce supporto strutturale alle cellule.

I ricercatori hanno identificato due posizioni su Arp2/3 in cui una proteina attivatore lo tocca. Questa proteina attivatore risiede nella membrana e può rilevare quando la cellula ha bisogno di strisciare o inghiottire un agente estraneo. Quindi innesca la risposta di ramificazione all'interno della cellula toccando Arp2/3.

Per trovare le posizioni precise in cui la proteina attivatore incontra Arp2/3, il team di ricerca ha estratto Arp2/3 e la proteina attivatore dalle cellule, li mischiati insieme, e ha utilizzato un metodo speciale che contrassegna chimicamente le due proteine ​​nei punti in cui si sono toccate. In collaborazione con i ricercatori dell'Università di Washington, il team si è concentrato sulla posizione di quei segni usando una tecnica chiamata spettrometria di massa.

"Ciò che abbiamo scoperto è stato entusiasmante perché sapere con precisione come la proteina attivatore si lega al complesso Arp2/3 è il primo passo per capire come attiva la sua attività di ramificazione, " ha detto Nole.

Capire come viene attivata questa attività di ramificazione nelle cellule maligne potrebbe essere applicabile nello sviluppo di nuovi farmaci per colpire il cancro, hanno detto i ricercatori. In alcuni stati patologici, comprese le infezioni virali come l'HIV e il cancro, le cellule possono perdere il controllo del loro citoscheletro di actina.

Per esempio, Nolen ha detto, un farmaco che blocca il sito su Arp2/3 dove tocca la proteina attivatore impedirebbe la ramificazione dell'actina. Questo potrebbe impedire alle cellule tumorali di strisciare, o metastatizzando.

Le aziende farmaceutiche hanno utilizzato approcci simili per sviluppare paclitaxel, un farmaco antitumorale che prende di mira un'altra proteina che forma i filamenti chiamata tubulina. Nolen e i suoi colleghi hanno affermato che le loro scoperte potrebbero alla fine portare a nuove opportunità per migliorare la salute umana ampliando l'arsenale di farmaci che combattono le malattie.