Il cancro è allo stesso tempo una delle malattie più comuni e devastanti nella nostra società. Quindi elaborare nuovi modi per trattarlo è una sfida scientifica duratura.

Una proteina chiamata p53 svolge un ruolo chiave nella risposta immunitaria dell'organismo al cancro e quindi costituisce un bersaglio interessante per il trattamento del cancro. In particolare, i nostri corpi fanno affidamento su p53 per impedire alle cellule tumorali di crescere e dividersi in modo incontrollabile.

P53 è stato chiamato il "guardiano del genoma" perché può impedire alle cellule con danni al DNA di trasformarsi in cellule tumorali. In sostanza, spegne la cellula se rileva danni che potrebbero causare la crescita delle cellule in tumori.

Fino al 60% di tutti i tumori, p53 è mancante o danneggiato, rendendo questa la caratteristica più comune condivisa tra i tumori umani. Quindi l'introduzione della proteina p53 intatta nelle cellule tumorali sarebbe un modo elegante per curare la malattia.

Questo è più difficile di quanto sembri, però. La P53 è una proteina relativamente grande e floscia, il che significa che le nostre cellule non ne producono grandi quantità, può facilmente aggregarsi e smettere di funzionare e viene rapidamente scomposta una volta prodotta.

Per trovare una possibile soluzione a questo problema, abbiamo esaminato come la natura si occupa di proteine ​​simili. Inaspettatamente, le spidroine, le proteine ​​che i ragni trasformano in seta, sono un po' come p53. Anche loro sono grandi, flosci e si raggruppano facilmente. Ma a differenza di p53, sono ricoperti da una parte piccola e compatta (chiamata dominio) che è molto stabile e può essere facilmente prodotta dai macchinari per la produzione di proteine ​​cellulari.

Nel nostro studio, che è stato recentemente pubblicato sulla rivista Struttura , abbiamo attaccato una piccola sezione di una proteina della seta di ragno, un dominio, alla proteina p53 umana. Quando abbiamo introdotto questa "proteina di fusione" nelle cellule in laboratorio, abbiamo scoperto che le cellule la producevano in quantità molto elevate.

Per capire perché, abbiamo analizzato la proteina con microscopia elettronica, simulazioni al computer, risonanza magnetica nucleare e spettrometria di massa. Questi esperimenti ci dicono dove si trovano le diverse parti della proteina e come funzionano insieme, come parti di un robot.

Si è scoperto che la parte più floscia della proteina p53 era avvolta attorno al dominio della seta di ragno come un filo attorno a un fuso. "Avvolgendo" la proteina in questo modo, il dominio della seta di ragno l'ha tirata fuori dal macchinario di produzione cellulare e, di conseguenza, è stata prodotta più proteine.

Per verificare se la proteina spider silk-p53 è attiva, la inseriamo nelle cellule tumorali che contengono i cosiddetti "geni reporter", che fanno illuminare la cellula se p53 attiva i geni che fanno smettere di crescere la cellula. Con nostra sorpresa, la proteina di fusione ha dato una risposta più forte del normale p53, il che significa che in linea di principio potremmo utilizzare il dominio della seta di ragno per aumentare la capacità di p53 di spegnere le cellule tumorali.

E adesso?

Nessuno dei nostri risultati finora equivale a una nuova terapia contro il cancro. Ma aprono nuove possibilità:potremmo usare questa conoscenza per progettare nuovi domini proteici che rendano p53 meno floscio e più facile da produrre.

Se forniamo l'RNA, il "progetto" genetico su come produrre p53, nelle cellule, potremmo includere domini di seta di ragno modificati per aumentare la capacità delle cellule di produrre la proteina.

Come passi successivi, testeremo quanto bene le cellule umane sane tollerano le proteine ​​della seta di ragno e se questa aggiunta prolunghi la vita della proteina p53 all'interno delle cellule.