Colpevoli sorprendenti dietro la morte cellulare da sovraccarico di grassi e zuccheri

Maggio 22, 2016 Admin Salute 0 2
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Ora, gli scienziati della Washington University School of Medicine di St. Louis hanno scoperto tre giocatori inaspettati che aiutano una cellula sovraccarico di grassi avviare la propria scomparsa. Essi hanno dimostrato che queste molecole che portano una cellula ad autodistruggersi non sono proteine ​​come c'era da aspettarsi, ma piccoli filamenti di RNA, una stretta cugino chimico al DNA. Dal momento che questi piccoli RNA nucleolari svolgono ruoli ben noti in proteine ​​di costruzione, i ricercatori sono stati sorpresi a loro coinvolgere nell'uccidere le cellule.

La ricerca, pubblicata 6 luglio a Cell Metabolism, è il primo a collegare queste piccole molecole di RNA al danno cellulare caratteristico delle malattie metaboliche comuni come il diabete.




"Quando sono presenti questi tre RNA, le cellule muoiono in risposta a stress metabolico, come l'esposizione a grandi quantità di grassi", spiega il cardiologo Jean E. Schaffer, MD, il Distinguished Professor Virginia Minnich di Medicina della Washington University. "Ma se questi tre RNA mancano, le cellule non muoiono".

Anche se il suicidio delle cellule è un processo naturale che protegge i tessuti sani da cellule danneggiate, a volte può cadere fuori equilibrio. Se il percorso di morte cellulare viene spento, le cellule danneggiate possono dividersi e portare al cancro. D'altra parte, la morte cellulare troppo a causa di metaboliti anormali, come alti livelli di grassi e zuccheri, può compromettere la funzione dei tessuti del corpo. Tale morte cellulare in eccesso è coinvolto con complicanze del diabete come l'insufficienza cardiaca. Capire come metaboliti anormali indurre le cellule a morire sarà utile nella ricerca di nuove terapie.

E il fatto che piccole molecole di RNA sono coinvolti in questo percorso di morte cellulare è del tutto inaspettata, secondo Schaffer, anche direttore del Cardiovascular Disease Center diabetica e Diabetes Research Training Center presso la School of Medicine.

"Quando abbiamo deciso di trovare i geni che causano danni cellulari a causa di un eccesso di grasso, ci aspettavamo di trovare i geni che codificano per le proteine", dice. "Invece, abbiamo identificato una nuova funzione per tre piccoli RNA nucleolari. Non collegati al loro ruolo ben definito in macchinari proteina-making della cellula, abbiamo scoperto che partecipano come le cellule continuano a morire di un sovraccarico di sostanze nutritive."

In un esperimento di genetica classica, Schaffer ei suoi colleghi, inizialmente identificato una regione genetica che, quando disattivata, consente alle cellule di continuare a vivere in alto contenuto di grassi e condizioni elevati di zucchero. Mentre i codici di regione di una proteina, hanno mostrato che la proteina stessa non è coinvolta nel promuovere la morte delle cellule.

"In un primo momento questo risultato ci ha veramente perplesso", dice Schaffer. "La mutazione si verifica in una regione che codifica per una proteina, come ci si potrebbe aspettare. Ma tornando la proteina alle cellule mutate non ha restituito la risposta morte cellulare."

Quando reintroducendo la proteina non ha ripristinato la capacità delle cellule di suicidarsi, la squadra di Schaffer rivolto la sua attenzione alle aree non proteici-codifica della stessa regione. Selettivamente eliminare i piccoli RNA incorporati in parte non codificante della regione spegnere il percorso di morte cellulare e risolto il puzzle: una mutazione nella regione protegge le cellule perché elimina i piccoli RNA, non perché elimina la proteina. I tre piccoli RNA nucleolari funzionano insieme, non solo per promuovere la morte cellulare da eccesso di nutrienti, ma anche per promuovere meccanismi più generali della morte cellulare in tessuti malati.

"Ci è voluto molto tempo per capire questo risultato sorprendente", dice Schaffer. "Ma è stata una storia divertente da perseguire. Spesso è il risultato che non ti aspetti, che sono la più emozionante."

Come un cardiologo che cura i pazienti a Barnes-Jewish Hospital, Schaffer dice è necessario un approccio multiforme per gestire la complessità di malattie metaboliche come il diabete e l'obesità. Incoraggiare pazienti per ridurre la quantità di grassi e zuccheri nella dieta potrebbe essere una strategia primaria per il trattamento, ma quando questo diventa inefficace, sarebbe utile avere altri modi per ridurre il danno cellulare da grassi in eccesso nei muscoli, cuore, pancreas, fegato e altri organi. In quel caso, la manipolazione quantità di queste piccole molecole di RNA presenta una strada da seguire nella ricerca di possibili trattamenti.

"Abbiamo un topo geneticamente modificato che non fa queste tre RNA", dice Schaffer. "Allora si che il mouse in qualche modo essere protetto contro i danni cellulari da complicanze del diabete? Questa è una domanda molto interessante, ed è dove il nostro lavoro futuro è diretto."

Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni dal National Institutes of Health (NIH), il Wellcome Foundation Burroughs, la Washington University Diabetes Research Training Center e l'impianto Washington University Metabolomica.

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