Molte proteine ​​importanti nel corpo umano hanno bisogno di cluster ferro-zolfo, minuscole strutture fatte di atomi di ferro e zolfo, per funzionare correttamente. Ricercatori del National Cancer Institute (NCI), il National Institutes of Health (NIH) e l'Università del Kentucky hanno scoperto che le interruzioni nella costruzione di cluster ferro-zolfo possono portare all'accumulo di goccioline di grasso in alcune cellule. Questi risultati, che sarà pubblicato nel numero del 25 maggio del Journal of Biological Chemistry , fornire indizi sulle cause biochimiche di condizioni come la steatosi epatica non alcolica e il carcinoma renale a cellule chiare.

"Gli ammassi ferro-zolfo sono delicati e suscettibili di danni all'interno della cellula, " ha detto Daniel Crooks, il borsista postdottorato che ha guidato il nuovo studio. "Per questa ragione, le cellule del nostro corpo costruiscono costantemente nuovi ammassi ferro-zolfo".

Crooks ha iniziato a studiare gli enzimi che costruiscono i cluster ferro-zolfo durante i suoi studi universitari nel laboratorio di Tracey Rouault presso l'Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development del NIH. Le mutazioni in uno di questi enzimi possono causare miopatia ISCU, una condizione ereditaria in cui i pazienti, nonostante sembri forte e sano, non può esercitare per più di un breve periodo senza provare dolore e debolezza.

Perciò, era chiaro a Crooks che la carenza permanente di gruppi ferro-zolfo provocava profondi cambiamenti nel modo in cui le cellule elaboravano l'energia. Ma si chiedeva esattamente cosa fosse successo in una cellula nei primi istanti dopo che qualcosa era andato storto con la produzione di cluster ferro-zolfo. Quale delle molte proteine ​​che necessitano di cluster ferro-zolfo è stata colpita per prima, e che effetto ha avuto questo sul metabolismo cellulare?

Crooks ha sviluppato metodi sperimentali per interrompere bruscamente la produzione di cluster ferro-zolfo nelle cellule e per monitorare cosa succede al modo in cui queste cellule elaborano il glucosio. ordinariamente, attraverso una serie di passaggi metabolici, le cellule convertirebbero il glucosio in energia. Ma senza grappoli ferro-zolfo, un enzima chiamato aconitasi che esegue uno dei passaggi di questo processo non funziona. Di conseguenza, le cellule hanno rapidamente accumulato un prodotto metabolico intermedio chiamato citrato, che alla fine è stato convertito in goccioline di grasso.

L'eccessivo accumulo di grassi nei tessuti dove normalmente non si trovano è un segno distintivo di numerose malattie, compresa la steatosi epatica non alcolica, un fattore di rischio per la cirrosi e il cancro al fegato. Questi risultati suggeriscono che questo stato potrebbe essere causato da fallimenti nella produzione di cluster ferro-zolfo, ad esempio a causa di fattori di stress cellulare o esposizione a tossine.

"Speriamo che le persone che stanno lavorando così duramente sulla steatosi epatica non alcolica troveranno il nostro documento utile per la loro ricerca, " ha detto Rouault.

truffatori, lavorando nel laboratorio del chirurgo e scienziato W. Marston Linehan all'NCI, sta ora esaminando il ruolo della formazione di cluster ferro-zolfo e della funzione dell'aconitasi nei tumori, per esempio carcinomi a cellule chiare. Vari tipi di cancro sono spesso caratterizzati da un eccessivo accumulo di grasso nelle cellule. Infatti, questo accumulo di goccioline lipidiche è il motivo per cui i carcinomi a cellule chiare prendono il nome:quando una fetta di un tale tumore viene fissata su un vetrino e le sue proteine ​​vengono colorate, le grandi aree di accumulo di lipidi nelle cellule appaiono trasparenti.

"Vogliamo davvero guardare agli inizi del cancro... per capire se i lipidi sono stati formati dal glucosio o da altri combustibili e se i lipidi sono importanti per la patogenesi, o se sono solo spettatori che si formano in risposta alla riprogrammazione metabolica che potrebbe includere l'interruzione delle attività della proteina ferro-zolfo, " ha detto Crooks.