Nuove tecnologie potrebbero permettere di risolvere dettagli infinitesimali delle molecole implicate nell’insorgenza della malattia dell’asma
Uno studio del 2006 evidenziava un legame tra il malfunzionamento di enzimi legati alla regolazione della risposta immunitaria e l’asma. Scienziati dell’Università McGill si sono spinti più nel dettaglio risolvendone il meccanismo d’interazione con il relativo bersaglio molecolare.
L’enzima in questione si chiama Aoah (acronimo per Acyloxyacyl Hidrolase) ed è un importante tassello del meccanismo di regolazione della risposta immunitaria dell’organismo in presenza di patogeni potenzialmente pericolosi. L’enzima è ben conosciuto e studiato da trent’anni ma solo recentemente ne è stata individuata la struttura precisa.
La funzionalità delle proteine (e degli enzimi che fanno parte di questo raggruppamento di macromolecole) non è insita solamente nella sequenza di aminoacidi che le compongono: grazie infatti ad interazioni deboli e forti che si instaurano tra gruppi di atomi che ne compongono la struttura, i filamenti proteici assumono complesse strutture tridimensionali che spesso ne permettono il corretto operato.
In alcuni casi, come per l’emoglobina, addirittura edifici proteici diversi vanno a costituire un’unica molecola funzionale. Nello studio viene addirittura immortalato in una immagine tridimensionale il momento in cui l’enzima inattiva una tossina che normalmente è parte di batteri gram negativi.
Questi ultimi sono naturalmente presenti nell’ambiente e, nonostante molti di loro siano innocui, alcuni sono particolarmente pericolosi. E. coli e Salmonella, per esempio, sono responsabili di numerose malattie trasmesse dagli alimenti mentre altri sono responsabili di infezioni come gonorrea, meningiti e polmoniti.
Se si considera poi che questi batteri stanno acquisendo resistenza antibiotica multipla (da cui nascono i numerosi appelli ad un uso moderato degli antibiotici da parte della Organizzazione mondiale della sanità) si comprende facilmente come i naturali meccanismi di difesa messi in atto dall’organismo acquisiscano importanza.
Quando un’infezione si sviluppa in presenza di batteri gram negativi, innesca una prima linea di difesa, il processo infiammatorio, generalmente prodotto in relazione alla presenza di un componente della parete esterna dei batteri stessi chiamato lipopolisaccaride (Lps).
Il meccanismo infiammato è ciò che provoca febbre, dolori, gonfiore e talvolta arrossamento sulla pelle. Ma c’è un buon equilibrio che ne governa l’evoluzione. Una infiammazione eccessiva infatti può determinare l’aggravarsi delle condizioni di salute e persino la morte del soggetto, mentre una di tipo blando non aiuterà a uccidere i batteri che causano l’infezione. Il sistema immunitario quindi controlla questo problema smorzando l’infiammazione dopo una risposta acuta iniziale. In questo modo, il processo infiammatorio non causa danni eccessivi.
Dopo aver eliminato l’infezione, il sistema deve resettarsi da solo in modo che sia pronto a combattere nuove infezioni. Questo lavoro è opera dell’enzima Aoah. In presenza di Lps (che è l’agente scatenante dell’infiammazione), infatti, è stato rilevato che l’Aoah bersaglia, si lega e rimuove due regioni specifiche della molecola rendendola inattiva e permettendo al sistema di ripristinarsi.
I ricercatori sono stati in grado di vedere le immagini utilizzando un campione cristallizzato di Aoah associato a una porzione dell’Lps. I risultati hanno permesso uno sguardo dettagliato alla struttura molecolare di Aoah e hanno mostrato chiaramente quali parti della sua superficie interagivano con la tossina. Una miglior comprensione della struttura della proteina potrebbe determinare anche delle implicazioni terapeutiche.
Le immagini forniscono una mappa dell’enzima Aoah e aprono la porta ad altre direzioni di ricerca. Alcune forme di Aoah che non funzionano correttamente sono associate a determinate malattie come l’asma e la sinusite cronica. Conoscerne quindi la struttura completa aiuterà i ricercatori a capire meglio quali sono le variazioni che causano la malattia e potrebbe fornire i dettagli necessari per sviluppare nuovi trattamenti per infezioni o approcci per prevenirli.
Genomic structure and LD estimates for 28 SNPs in the AOAH gene. Illustration of gene structure indicating exons (pink), introns (light gray), and the flanking region (dark gray) spanning 211 kb and location of 28 SNPs drawn to scale with gene transcribed from left to right. Pairwise LD in 269 founders is represented as red squares for strong LD, blue squares for nonsignificant LD, and white squares for little or no LD. LD blocks are identified as noted.
