Scoperto un nuovo meccanismo di controllo del metabolismo cellulare

Con uno studio finanziato anche da AIRC, pubblicato sulla rivista internazionale Nature Cell Biology, il gruppo di ricerca guidato da Francesco Cecconi dell'Università di Roma Tor Vergata e dell'IRCCS Fondazione Santa Lucia, porta alla luce un meccanismo fondamentale nel controllo del metabolismo di ogni nostra cellula: conoscere in dettaglio il modo in cui le cellule utilizzano i nutrienti e le loro risorse energetiche è di grande importanza in oncologia e nella lotta contro molte altre malattie.

Le cellule tumorali crescono velocemente, utilizzando meccanismi alternativi per produrre energia e riciclando i propri componenti al posto di sfruttare risorse esterne: mettono in pratica un attento piano di "risparmio energetico" per riprodursi a lungo, reagire alla risposta del nostro sistema immunitario e invadere i nostri tessuti. Questo processo prende il nome di "autofagìa" (dal greco autòs fagèin, mangio me stesso). Con lo stesso sistema, si pensa che spesso le cellule tumorali sfuggano alle aggressioni della chemioterapia o dei nuovi farmaci biologici. I neuroni e le cellule muscolari, invece, ricorrono alla stessa attività metabolica "alternativa" per "ripulirsi" da sostanze tossiche o da organuli difettosi e, quando il meccanismo di ripulitura si inceppa, vanno incontro a degenerazione, come avviene ad esempio nel morbo di Parkinson o nella miopatia di Bethlem. L'autofagìa può avere, dunque, per la salute umana ruoli negativi, nei tumori, oppure positivi, nelle malattie degenerative, a seconda delle circostanze.

Una molecola chiave nella regolazione metabolica di tutte le nostre cellule è la grande proteina mTOR, ossia il principale regolatore di come e quando le cellule producono altre proteine. mTOR integra infatti tutte le comunicazioni che provengono dai nutrienti e dai fattori di crescita ed è il punto di connessione fra i segnali cellulari per controllare crescita, metabolismo e persino longevità nelle cellule sane.

I ricercatori hanno scoperto che, quando la cellula è in buona salute e i nutrienti a sua disposizione abbondano, mTOR blocca ogni attività di risparmio energetico nella cellula mediante la specifica regolazione biochimica della proteina Ambra1, limitando, in sostanza, il ricorso della cellula stessa a vie metaboliche alternative. Se invece la cellula è sottoposta a stress e i nutrienti scarseggiano, questo blocco è rimosso, mTOR smette di funzionare e Ambra1 si attiva sostenendo così l'autofagìa come sistema di riequilibrio energetico. I ricercatori hanno anche scoperto come Ambra1 regoli l'autofagia: Ambra1 modifica la proteina ULK1 affinché stimoli e mantenga il processo autofagico in funzione.

Questa scoperta potrà consentire la messa a punto di nuove strategie farmacologiche che colpiscano Ambra1 e mTOR, capaci di controllare le scelte metaboliche delle nostre cellule in numerose condizioni patologiche, tra cui i tumori.