Settembre 07 2022
La ricerca condotta dalla professoressa Francesca Marassi, Ph.D., del Sanford Burnham Prebys, sta aiutando a svelare i segreti molecolari della degenerazione maculare, che causa quasi il 90% di tutte le perdite della vista legate all’età. Lo studio, pubblicato di recente sul Biophysical Journal, descrive la struttura flessibile di una proteina chiave del sangue coinvolta nella degenerazione maculare e in altre malattie legate all’età, come l’Alzheimer e l’aterosclerosi.
“Le proteine nel sangue sono sotto pressione costante e variabile a causa dei diversi modi in cui il sangue scorre in tutto il corpo”, afferma Marassi. “Ad esempio, il sangue scorre più lentamente attraverso i piccoli vasi sanguigni negli occhi rispetto alle arterie più grandi attorno al cuore. Le proteine del sangue devono essere in grado di rispondere a questi cambiamenti e questo studio ci fornisce verità fondamentali su come si adattano al loro ambiente, che è fondamentale per indirizzare quelle proteine per trattamenti futuri”.
Ci sono centinaia di proteine nel nostro sangue, ma i ricercatori si sono concentrati sulla vitronectina, una delle più abbondanti. Oltre a circolare in alte concentrazioni nel sangue, la vitronectina si trova nell’impalcatura tra le cellule ed è anche un componente importante del colesterolo.
La vitronectina è un attore chiave in molte malattie legate all’età, ma per il team di Marassi l’obiettivo più promettente è la degenerazione maculare, che colpisce ben 11 milioni di persone negli Stati Uniti. Questo numero dovrebbe raddoppiare entro il 2050.
“Questa proteina è un obiettivo importante per la degenerazione maculare perché si accumula nella parte posteriore dell’occhio, causando la perdita della vista. Depositi simili compaiono nel cervello nell’Alzheimer e nelle arterie nell’aterosclerosi”, afferma Marassi. “Vogliamo capire perché questo accade e sfruttare questa conoscenza per sviluppare nuovi trattamenti”.
Per rispondere a questa domanda, i ricercatori erano interessati a scoprire come la proteina cambia la sua struttura a diverse temperature e sotto diversi livelli di pressione, approssimando ciò che accade nel corpo umano.
“Determinare la struttura di una proteina è la parte più importante per determinarne la funzione”, aggiunge Marassi. Attraverso un’analisi biochimica dettagliata, i ricercatori hanno scoperto che la proteina può cambiare sottilmente la sua forma sotto pressione. Questi cambiamenti lo fanno legare più facilmente agli ioni di calcio nel sangue, cosa che secondo i ricercatori porta all’accumulo di depositi di placca calcificata caratteristici della degenerazione maculare e di altre malattie legate all’età.
“È un riarrangiamento molto sottile della struttura molecolare, ma ha un grande impatto sul funzionamento della proteina”, afferma Marassi. “Più apprendiamo sulla proteina a livello strutturale e meccanicistico, maggiori sono le possibilità che abbiamo di bersagliarla con successo con i trattamenti”.
Queste intuizioni strutturali semplificheranno lo sviluppo di trattamenti per la degenerazione maculare perché consentiranno ai ricercatori e ai loro partner nell’industria biotecnologica di progettare anticorpi personalizzati che bloccano selettivamente il legame del calcio della proteina senza interrompere le sue altre importanti funzioni nel corpo.
“Ci vorrà del tempo per convertirlo in un trattamento clinico, ma speriamo di avere un anticorpo funzionante come potenziale trattamento tra qualche anno”, afferma Marassi. “E poiché questa proteina è così abbondante nel sangue, potrebbero esserci altre entusiasmanti applicazioni per questa nuova conoscenza che ancora non conosciamo”.
Fonti:
Materials provided by Sanford Burnham Prebys.
Riferimenti:
- Ye Tian, Kyungsoo Shin, Alexander E. Aleshin, Wonpil Im, Francesca M. Marassi. Calcium-induced environmental adaptability of the blood protein vitronectin. Biophysical Journal, 2022; DOI: 10.1016/j.bpj.2022.08.044
Sanford Burnham Prebys. “How a single protein could unlock age-related vision loss.” ScienceDaily. ScienceDaily, 7 September 2022. <www.sciencedaily.com/releases/2022/09/220907093406.htm>.