Un nuovo metodo CRISPR rende controllabile la produzione di proteine nelle cellule

TAPIR aumenta in modo mirato la produzione di proteine, grazie a nuove scoperte sulla biologia delle cellule staminali e sui processi rilevanti per le malattie.

La velocità con cui una cellula produce proteine è determinante per stabilire se essa si dividerà, si specializzerà o manterrà le sue caratteristiche di cellula staminale. Un gruppo di ricerca guidato dal professor Stefan H. Stricker, docente di Ingegneria epigenetica presso il Centro Biomedico dell’Università Ludwig Maximilian di Monaco (LMU) e responsabile di gruppo presso Helmholtz Munich, in collaborazione con partner internazionali, ha dimostrato per la prima volta in modo diretto che la quantità di RNA ribosomiale (rRNA) regola direttamente questi processi. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista specializzata *Science*.

Un nuovo metodo rende l’RNA ribosomiale controllabile in modo mirato

Finora era noto che la quantità di RNA ribosomiale varia tra i diversi tipi di cellule ed è alterata in numerose malattie. Tuttavia, non era chiaro se queste peculiarità fossero la causa o semplicemente la conseguenza di processi biologici.

Grazie al nuovo metodo basato su CRISPR denominato TAPIR (Targeted Activation of Protein Translation), i ricercatori dispongono ora di uno strumento per aumentare l’attività dei geni ribosomiali e influenzare così la produzione proteica di una cellula. «Il nostro nuovo studio dimostra che un’attivazione mirata della produzione di rRNA aumenta significativamente la sintesi proteica», spiega Stricker, autore ultimo della pubblicazione.

Nuove prospettive per le malattie rare e il cancro

I risultati potrebbero essere particolarmente rilevanti per le malattie in cui la funzione dei ribosomi è compromessa. Tra queste figurano le ribosomopatie come la sindrome di Treacher-Collins, una rara malattia congenita che causa malformazioni a livello facciale. Nel modello murino, i ricercatori sono riusciti a compensare in parte le alterazioni patologiche stimolando in modo mirato la produzione di rRNA.

Inoltre, il team di ricerca ha osservato che meccanismi simili svolgono un ruolo anche nel cancro al pancreas. Le cellule tumorali sembrano sfruttare un’aumentata produzione di rRNA per mantenere la loro rapida crescita. Nel modello murino del cancro al pancreas, TAPIR è riuscito ad aumentare la produzione di rRNA e a favorire la crescita delle cellule tumorali. Ciò dimostra che l’aumento della produzione di rRNA contribuisce in modo causale alla crescita tumorale e non è solo un effetto collaterale.

Una piattaforma per ulteriori temi di ricerca nel campo della salute

«Il nostro studio evidenzia chiaramente che la regolazione della biosintesi proteica svolge un ruolo centrale sia nei processi di sviluppo e crescita, sia nell’insorgenza del cancro», riassume Stricker. Egli vede in TAPIR una piattaforma di ricerca per comprendere meglio il ruolo della biosintesi proteica nella salute e nella malattia e per sviluppare, a lungo termine, nuovi approcci terapeutici.

È ipotizzabile che in futuro questo approccio possa essere applicato sia alle malattie associate a una ridotta funzionalità dei ribosomi, sia per individuare nuovi bersagli terapeutici contro i tumori in cui la produzione proteica è fuori controllo.