Il colesterolo è fondamentale per la formazione delle membrane cellulari dei mammiferi e fa parte di molti processi vitali. Uno dei concetti più controversi in biofisica è l'ipotesi delle cosiddette zattere lipidiche:aree di alte concentrazioni di colesterolo e glicosfingolipidi nelle membrane. Queste zattere lipidiche, noti anche come microdomini lipidici, sono aree della membrana cellulare in cui si accumulano lipidi e colesterolo e svolgono un ruolo importante nella funzione cellulare. Attualmente, la presenza di zattere lipidiche nelle cellule vive è solo un'ipotesi perché sebbene vari studi di laboratorio abbiano tentato di simularli mescolando due tipi di lipidi e colesterolo, nessuno è riuscito a rilevarli o a determinare se esistono davvero, come si formano e come funzionano nelle cellule vive.

Si sospetta che le zattere lipidiche siano anche responsabili dell'insorgenza di malattie come Creutzfeldt-Jakob o AIDS, i cui patogeni li attraversano per entrare nelle cellule. Perciò, comprendere il loro meccanismo è fondamentale per determinare come si sviluppano queste malattie.

Un team di fisici guidato dal ricercatore del Dipartimento di Ingegneria Chimica dell'URV Vladimir Baulin ha progettato un esperimento che simula la formazione di un nuovo tipo di zattera lipidica su scala nanometrica attorno a oggetti incrostati nelle membrane come proteine ​​e canali ionici. I risultati di questo studio sono stati pubblicati sulla rivista Lettere di revisione fisica .

"I canali ionici sono una sorta di proteina transmembrana, vale a dire, coprono l'intera membrana cellulare, che, insieme alle proteine, consentono a ioni specifici di passare da un lato all'altro della membrana. Ne fanno parte e contengono colesterolo. Il ruolo delle proteine ​​transmembrana nella possibile formazione di questi nanodomini di colesterolo è sconosciuto, " dice Vladidimir Baulin a proposito dei risultati della ricerca.

In questa ricerca, gli scienziati hanno condotto un esperimento con una membrana lipidica molto simile alle cellule umane in termini di scala dimensionale, e la dimensione e la composizione del colesterolo. Hanno sostituito la proteina transmembrana con un nanotubo di carbonio ultra corto, lungo 10 nanometri. E dopo una serie di simulazioni hanno confermato che questi domini, le zattere lipidiche, sono altamente dinamici, si formano e poi scompaiono solo per formarsi di nuovo ed esistono per circa 10 nanosecondi.

Il team ha anche fatto un'altra importante scoperta sul ruolo del colesterolo nelle membrane:il colesterolo potrebbe essere responsabile della destabilizzazione delle membrane e dell'aiuto agli oggetti di dimensioni nanometriche per entrare nelle cellule. "E' stato come trovare la chiave per aprire e chiudere le porte attraverso una membrana, " ha detto Vladimir Baulin. "Abbiamo scoperto che quando ci sono alte concentrazioni di colesterolo, i nanotubi possono lasciare spontaneamente la membrana in pochi millisecondi. Ma se la membrana non ha colesterolo, rimangono intrappolati dentro."

Questo studio può servire a sviluppare nuovi approcci cruciali per la ricerca di zattere lipidiche, così anche lo sviluppo di alcune malattie e processi cellulari sarà compreso meglio.