Svelare i misteri del trasporto chimico attraverso le membrane cellulari
Uno sforzo internazionale coordinato per far luce sul modo in cui le sostanze chimiche vengono trasportate attraverso le membrane cellulari ha portato a quattro studi pionieristici pubblicati sulla rivista «Molecular Systems Biology». Sostenuti dai progetti finanziati dall’UE ReSOLUTE(si apre in una nuova finestra), EUbOPEN(si apre in una nuova finestra), REsolution(si apre in una nuova finestra) e GlyCANswer, gli studi forniscono il primo schema completo delle vie di trasporto chimico nelle cellule umane. Le cellule assorbono sostanze nutritive, ioni e vitamine ed eliminano i rifiuti, un processo che ci permette di rimanere in vita. Questo processo cruciale non sarebbe possibile senza le proteine trasportatrici presenti nelle nostre membrane cellulari. Tuttavia, gli scienziati sanno molto poco sui geni che codificano i trasportatori, il che ha impedito il progresso in campi che vanno dalla terapia del cancro alla ricerca sulle malattie metaboliche e neurologiche. Concentrandosi sulla più grande famiglia di trasportatori, i trasportatori di soluti (SLC), i quattro studi gettano una luce preziosa sull’intricata logistica del traffico chimico all’interno delle cellule umane, più che raddoppiando le attuali conoscenze sui trasportatori SLC. Le loro scoperte stanno aprendo la strada a futuri progressi nelle applicazioni mediche che coinvolgono queste proteine. «È difficile trovare nella storia una "spinta" altrettanto ampia e forte di conoscenze e strumenti abilitanti verso una singola classe di bersagli, così pesantemente coinvolta nelle malattie umane», osserva l’autore senior degli studi Giulio Superti-Furga in un comunicato stampa su «EurekAlert!»(si apre in una nuova finestra). «Con questi quattro studi, speriamo di aver abbassato le barriere della ricerca sui trasportatori e di aver catalizzato un’ondata di scoperte biomediche per gli anni a venire», aggiunge il ricercatore, direttore scientifico del CeMM Research Center for Molecular Medicine (Austria), coordinatore dei progetti ReSOLUTE e REsolution. Oltre agli ampi approfondimenti scientifici sugli SLC(si apre in una nuova finestra), la ricerca ha portato anche a un’ampia gamma di reagenti, set di dati e strumenti analitici(si apre in una nuova finestra) tutti liberamente accessibili attraverso il sito web di RESOLUTE. «Il risultato più importante è che siamo riusciti ad annotare la maggior parte, se non tutti, i vettori di soluto con informazioni funzionali e abbiamo creato un vasto arsenale di strumenti che ora servono alla comunità di ricerca globale», osserva Ulrich Goldmann, ricercatore del CeMM. «Questo risultato, che culmina nella base di conoscenze RESOLUTE, rappresenta una risorsa unica e un vero tesoro per la comunità».
Quattro studi in sintesi
Il primo(si apre in una nuova finestra) dei quattro studi si è concentrato sulla mappatura metabolica della superfamiglia SLC umana. Centinaia di geni SLC sono stati sistematicamente eliminati o sovraespressi in linee cellulari umane, rivelando firme metaboliche e di espressione genica distinte e identificando potenziali substrati per 71 trasportatori precedentemente non caratterizzati. Il secondo studio(si apre in una nuova finestra) descrive lo sviluppo di un database completo, riccamente annotato e liberamente accessibile, che illustra le proprietà biochimiche e biologiche della famiglia dei trasportatori SLC. Il terzo studio(si apre in una nuova finestra) tratta l’interattoma completo della superfamiglia SLC. In questo studio, i ricercatori hanno mappato le interazioni proteina-proteina per quasi 400 SLC, scoprendo migliaia di nuove connessioni e facendo luce su meccanismi di regolazione fondamentali. Lo studio finale(si apre in una nuova finestra) fornisce la prima mappa di interazione genetica degli SLC. I progetti ReSOLUTE, EUBOPEN e REsolution sono sostenuti dall’Iniziativa in materia di medicinali innovativi, un partenariato tra l’Unione europea e l’industria farmaceutica europea. I progetti ReSOLUTE (Research empowerment on solute carriers (ReSOLUTE)), GlyCANswer (Decoding the Cancer Glycoproteome Driven Immune Response) e REsolution (Add medical genetic solutions to RESOLUTE (REsolution)) sono terminati. EUbOPEN (EUbOPEN: Enabling and Unlocking biology in the OPEN) termina nell’ottobre 2025. Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto ReSOLUTE(si apre in una nuova finestra) sito web del progetto EUbOPEN(si apre in una nuova finestra) progetto GlyCANswer pagina web del progetto REsolution(si apre in una nuova finestra)