I ricercatori dell'Università di Zurigo hanno determinato la struttura tridimensionale di un recettore che controlla il rilascio di calcio dalle ossa. Il recettore è ora uno dei principali candidati per lo sviluppo di nuovi farmaci per il trattamento dell'osteoporosi. Conoscere il progetto del recettore sarà fondamentale per la progettazione di farmaci che potrebbero persino aiutare a ricostruire le ossa.

L'osteoporosi colpisce circa 400, 000 persone in Svizzera, per lo più donne dopo la menopausa. È spesso descritta come una malattia silenziosa, perché la perdita ossea di solito si verifica a poco a poco nel corso degli anni e senza alcun sintomo. Il corpo assorbe gradualmente il calcio dalle ossa, che diventano fragili. Questo processo è controllato tramite quello che viene chiamato l'ormone paratiroideo (PTH) e un peptide strettamente correlato, un frammento proteico. Si legano al recettore PTH-1, dicendo così al corpo di rilasciare il calcio dall'osso o di costruire nuovo osso.

Un'impresa estremamente difficile

Un team guidato da Andreas Plückthun, professore presso il Dipartimento di Biochimica dell'Università di Zurigo (UZH), è stato ora in grado di determinare la struttura tridimensionale del recettore PTH-1. La struttura atomica può ora fungere da modello per il futuro sviluppo dei farmaci. Tali composti che legano i recettori possono rallentare, e forse anche invertire, osteoporosi in una certa misura. Determinare la struttura di questo recettore è stata un'impresa estremamente difficile, poiché le cellule ne producono solo una piccola quantità, ed è anche molto instabile. "L'evoluzione diretta e i metodi di ingegneria proteica che abbiamo sviluppato negli ultimi anni sono stati assolutamente strumentali nel rendere possibile tutto ciò, " spiega Andreas Plückthun.

Uno dei trattamenti attuali più efficaci per l'osteoporosi grave prevede l'uso di sostanze che assomigliano all'ormone naturale e al relativo peptide. "Però, questo trattamento è estremamente costoso. Le sostanze devono essere iniettate nella coscia o nell'addome una volta al giorno, e il trattamento ha anche effetti collaterali significativi, "dice Christoph Klenk, coautore dello studio. Gli scienziati sono convinti che grazie alle nuove conoscenze sui meccanismi del recettore PTH-1, possono essere sviluppati nuovi farmaci che non presentino nessuno degli svantaggi precedenti. "Il recettore è come un lucchetto, e i peptidi sono le chiavi che lo girano, " descrive Plückthun. "Avere il progetto atomico 3D sullo schermo di un computer ci offre un livello senza precedenti di informazioni su come funziona effettivamente il lucchetto".

Comprendere un'intera classe di recettori

Il recettore PTH-1 è un membro della famiglia dei recettori accoppiati a proteine ​​G. In particolare, questi includono recettori che si legano ad altri ormoni, come quelli coinvolti nel controllo del diabete. Il lavoro degli scienziati dell'UZH fa quindi luce anche su come funziona l'intera famiglia dei recettori, poiché finora il recettore PTH-1 è stato esaminato al massimo livello di dettaglio per uno qualsiasi di questi recettori. Ciò ha consentito agli scienziati di descrivere somiglianze e differenze con altri recettori di classe B. "Avere il progetto della serratura non ci dà ancora una chiave, ma ora è possibile costruirne uno, " dice Andreas Plückthun.