Credito:CC0 di pubblico dominio
I ricercatori del Karolinska Institutet e dello SciLifeLab in Svezia descrivono in uno studio pubblicato su Scienza come hanno migliorato la capacità di una proteina di riparare il danno ossidativo del DNA e creato una nuova funzione proteica. La loro tecnica innovativa potrebbe portare a farmaci migliori per le malattie che coinvolgono lo stress ossidativo, come il cancro, il morbo di Alzheimer e le malattie polmonari, ma i ricercatori ritengono che abbia un potenziale ancora maggiore.
Lo sviluppo di farmaci è stato a lungo basato sulla ricerca di proteine patogene specifiche e sulla creazione di trattamenti che implicano il blocco di queste proteine in vari modi. Tuttavia, molte malattie sono causate da una perdita o diminuzione della funzione proteica, che non può essere presa di mira direttamente dall'uso di inibitori.
Nel presente studio, i ricercatori del Karolinska Institutet hanno migliorato la funzione di una proteina chiamata OGG1, un enzima che ripara il danno ossidativo del DNA, implicato nell'invecchiamento e in malattie come il morbo di Alzheimer, il cancro, l'obesità, le malattie cardiovascolari, le malattie autoimmuni e le malattie polmonari.
Per condurre la loro ricerca, il gruppo ha utilizzato un metodo chiamato organocatalisi, uno strumento sviluppato da Benjamin List e David W.C. MacMillan che ha ricevuto il Premio Nobel per la Chimica 2021. Il metodo si basa sulla scoperta che piccole molecole organiche possono fungere da catalizzatori e indurre reazioni chimiche senza essere esse stesse parte del prodotto finale.
I ricercatori hanno esaminato il modo in cui tali molecole catalizzatrici, precedentemente descritte da altri, si legano a OGG1 e influiscono sulla sua funzione nelle cellule. Una delle molecole si è rivelata di particolare interesse.
10 volte più efficace
"Quando introduciamo il catalizzatore nell'enzima, l'enzima diventa dieci volte più efficace nel riparare il danno ossidativo del DNA e può svolgere una nuova funzione di riparazione", afferma il primo autore dello studio Maurice Michel, assistente professore presso il Dipartimento di Oncologia-Patologia, Karolinska Istituto.
Il catalizzatore ha permesso all'enzima di tagliare il DNA in un modo insolito in modo che non richiede più la sua normale proteina APE1 per funzionare, ma un'altra proteina chiamata PNKP1.
I ricercatori ritengono che le proteine OGG1 migliorate in questo modo possano formare nuovi farmaci per malattie in cui è implicato il danno ossidativo. Tuttavia, il professor Thomas Helleday del Dipartimento di oncologia-patologia, Karolinska Institutet e l'ultimo autore dello studio vedono anche applicazioni più ampie, in cui il concetto di aggiungere una piccola molecola di catalizzatore a una proteina viene utilizzato per migliorare e modificare anche altre proteine.
"Riteniamo che questa tecnologia potrebbe innescare un cambio di paradigma nell'industria farmaceutica, per cui vengono generate nuove funzioni proteiche invece di essere soppresse dagli inibitori", afferma Thomas Helleday. "Ma la tecnica non si limita ai farmaci. Le applicazioni sono praticamente illimitate". + Esplora ulteriormente
