Un modello di una molecola di persolfuro di cisteina. Credito:Biologia chimica della natura (2022). DOI:10.1038/s41589-022-01145-w
Una cellula muore di ferroptosi quando i radicali liberi perdono il controllo e distruggono la membrana cellulare protettiva in una reazione a catena. Le cellule sane sono occasionalmente colpite quando sono sotto stress ossidativo. Ma le cellule tumorali in particolare sono suscettibili alla ferroptosi a causa del loro metabolismo altamente attivo, eppure molte delle cellule maligne sfuggono a questo destino.
I ricercatori di tutto il mondo stanno cercando i fattori che rendono una cellula suscettibile o resistente alla ferroptosi per influenzare potenzialmente terapeuticamente questo tipo di morte cellulare. I ricercatori guidati da Tobias Dick presso il Centro tedesco di ricerca sul cancro hanno ora scoperto un nuovo meccanismo inaspettato mediante il quale le cellule si proteggono dalla ferroptosi.
Solo di recente è diventato noto che le cellule umane possono produrre i cosiddetti persolfuri dall'amminoacido cisteina contenente zolfo. Queste piccole molecole sono caratterizzate da un gruppo di due atomi di zolfo e un atomo di idrogeno. Tuttavia, è necessaria una maggiore comprensione dell'importanza dei persolfuri all'interno della cellula.
Uladzimir Barayeu di DKFZ, primo autore della presente pubblicazione, ha osservato che le cellule aumentano la loro produzione di persolfuri non appena sono stressate dai radicali e sono a rischio di morte cellulare ferroptotica.
Questa è stata la prima indicazione che le cellule cercano di proteggersi con i persolfuri. Il team di ricerca ha dimostrato che i persolfuri sopprimono efficacemente i danni alla membrana e la ferroptosi e ha anche rivelato la modalità d'azione di queste molecole:i persolfuri si sono rivelati scavenger di radicali altamente efficienti. Interrompono la reazione a catena distruttiva che minaccia l'integrità della membrana cellulare.
L'azione dei persolfuri si basa su un meccanismo chimico insolito. Quando un persolfuro incontra un radicale libero, assume il suo carattere radicale, diventando così esso stesso un radicale. Ma il nuovo radicale si comporta in modo insolito. A differenza di altri radicali, è estremamente inerte e incapace di causare danni.
Reagisce esclusivamente con se stesso e produce nuovamente persolfuri in una reazione successiva. Ciò significa che i persolfuri difficilmente si consumano nell'eliminazione dei radicali liberi. Pertanto, anche una concentrazione molto bassa di persolfuri può eliminare efficacemente una concentrazione molto più elevata di radicali, come hanno scoperto i ricercatori con loro sorpresa.
Gli scienziati di Heidelberg hanno anche dimostrato che la sensibilità alla ferroptosi di una cellula dipende da alcuni enzimi del metabolismo dello zolfo che generano persolfuri. "I nostri nuovi risultati potrebbero aprire punti di partenza completamente nuovi per attaccare la resistenza interna delle cellule tumorali, ad esempio mediante inibitori farmacologici degli enzimi responsabili della produzione di persolfuro", afferma Tobias Dick, autore senior dell'attuale pubblicazione.
La ricerca è stata pubblicata su Nature Chemical Biology . + Esplora ulteriormente
