Quando il riflesso uccide
Un aminoacido speculare inibisce specificamente la crescita di alcune cellule tumorali
In natura esistono spesso sostanze che si comportano come immagini speculari, come il ben noto acido lattico che ruota a destra e a sinistra. I team di ricerca dell'Università di Marburgo e dell'Università di Ginevra hanno ora scoperto come una sostanza speculare possa essere utilizzata per indebolire in modo specifico la crescita di alcune cellule tumorali - utilizzando l'aminoacido D-cisteina, che è un'esatta immagine speculare dell'aminoacido naturale L-cisteina, contenente zolfo. I ricercatori, guidati dal professor Roland Lill dell'Istituto di citobiologia dell'Università Philipps di Marburgo, ne riferiscono su Nature Metabolism.
Nell'illustrazione, Roland Lill (a sinistra) e Oliver Stehling mostrano un esempio di come la D-cisteina abbia un effetto tossico nelle cellule: Normalmente, lo zolfo giallo viene trasferito dalla mano sinistra (L) a una posizione ricevente nell'enzima (E). Tuttavia, se lo zolfo giallo si trova nella mano destra (R), la distanza dalla posizione ricevente è troppo grande. Di conseguenza, la reazione di trasferimento, vitale per la cellula, non può avvenire e la cellula muore.
Foto: Carina Beimborn; Bearbeitung: Roland Lill
A differenza della L-cisteina, però, l'immagine speculare della D-cisteina non può essere utilizzata per sintetizzare molecole proteiche (proteine) nelle cellule biologiche. I team di ricerca hanno ora individuato i meccanismi esatti con cui la D-cisteina inibisce la crescita delle cellule tumorali. Inizialmente, il gruppo di Ginevra guidato dal Prof. Jean-Claude Martinou ha osservato che solo le cellule tumorali in cui un trasportatore di cisteina già noto era sempre più presente nella membrana cellulare venivano inibite nella loro crescita dalla D-cisteina. Ciò si è effettivamente verificato nella maggior parte delle cellule tumorali analizzate, in quanto questo trasportatore fornisce alle cellule tumorali vantaggi di crescita attraverso l'assorbimento della L-cisteina.
Il laboratorio di Marburg diretto da Roland Lill, che da tempo si occupa del processo di produzione biologica delle cosiddette proteine ferro-solfuro, ha cercato di capire perché la D-cisteina ha un effetto tossico una volta assorbita dalla cellula. Il laboratorio ha scoperto che la D-cisteina blocca un importante enzima che normalmente incorpora lo zolfo della L-cisteina nelle proteine ferro-zolfo in modo che possano funzionare nella cellula. Poiché molte proteine ferro-zolfo svolgono funzioni vitali, come la sintesi del DNA, una cellula non può funzionare correttamente senza queste proteine ferro-zolfo e quindi muore.
I ricercatori sono riusciti a dimostrare in dettaglio come la D-cisteina blocchi l'enzima che rilascia lo zolfo. In parole povere, la L-cisteina naturale trasferisce il suo zolfo all'enzima con la "mano sinistra". Nell'immagine speculare della D-cisteina, invece, lo zolfo si trova nella "mano destra" e quindi troppo lontano dalla posizione del ricevitore nell'enzima. Il trasferimento dello zolfo è quindi bloccato e, di conseguenza, non si possono formare proteine ferro-solfuro.
"Le ricerche potrebbero avere rilevanza per la terapia dei tumori", commenta Lill. I primi esperimenti condotti sui topi nel laboratorio di Ginevra hanno dimostrato che la D-cisteina può anche inibire significativamente la crescita dei tumori negli animali vivi. I ricercatori vogliono ora verificare se e come la sostanza possa essere utilizzata per trattare il cancro.
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