Secondo una ricerca sviluppata dai ricercatori della Harvard TH Chan School of Public Health, le cellule utilizzano la loro architettura molecolare per regolare le loro funzioni metaboliche e riparare l’architettura molecolare delle cellule malate, portandole ad uno stato più sano che può anche intervenire positivamente sul metabolismo.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature.
Architettura molecolare delle cellule e obesità: ecco cosa dice la ricerca
“La malattia metabolica cronica, che include obesità, diabete e malattie cardiovascolari ed epatiche, è il più grande problema di salute pubblica globale“, ha affermato Gökhan Hotamışlıgil, professore di genetica e metabolismo del James Stevens Simmons presso la Harvard Chan School e direttore del Sabri Ülker Center per la ricerca sui nutrienti, genetica e metabolica.
“Il meccanismo di regolazione fondamentale che abbiamo scoperto può essere utilizzato per valutare la suscettibilità – o resistenza – degli individui a uno stato patologico come l’obesità e determinare quali passaggi, come dieta, nutrienti o digiuno, ridurranno, elimineranno o esacerbano questi meccanismi. Possiamo immaginare una gamma completamente nuova di strategie terapeutiche mirate all’architettura molecolare delle cellule, simili al restauro di un edificio malato o alla prevenzione del suo deterioramento“, ha continuato Hotamışlıgil.
Lo studio, portato avant dai ricercatori Güneş Parlakgül e Ana Paula Arruda del Sabri Ülker Center, ha confrontato campioni di fegato di topi sani e magri con campioni di topi obesi con steatosi epatica. Per sviluppare l’esperimento, sono state utilizzate più piattaforme computazionali come l’intelligenza artificiale, il machine learning, deep learning, reti neurali e imaging ad alta risoluzione utilizzando la microscopia elettronica a scansione a fascio ionico potenziata.
Parlakgül, Arruda e colleghi dell’Howard Hughes Medical Institute hanno generato ricostruzioni tridimensionali di strutture specializzate, chiamate organelli, all’interno delle cellule e hanno effettuato un’analisi comparativa dell’architettura molecolare delle cellule degli organelli e dell’organizzazione delle cellule del fegato estratte da campioni magri e obesi.
Attraverso queste analisi, gli scienziati hanno determinato che l’obesità porta a notevoli alterazioni nell’architettura molecolare delle cellule o meglio subcellulare, in particolare nel reticolo endoplasmatico (ER), un organello coinvolto nella creazione e nella modellatura di proteine e lipidi.
Gli studiosi hanno successivamente ripristinato parzialmente la struttura del pronto soccorso utilizzando tecnologie in grado di riparare molecole e proteine in grado di rimodellare le membrane cellulari, che hanno anche riparato il metabolismo cellulare. Le cellule ripristinate sembravano normali, controllavano il metabolismo dei lipidi e del glucosio molto meglio e sono rimaste libere da stress e più reattive agli stimoli.
“Il risultato è stato davvero sorprendente: quando la struttura viene riparata, lo è anche il metabolismo cellulare“, ha affermato Arruda. “Quello che stiamo descrivendo qui è un modo completamente nuovo di controllare il metabolismo regolando l’architettura molecolare, che è fondamentale per la salute e la malattia”.
Le immagini prodotte da questa ricerca sono anche la visualizzazione più dettagliata fino ad oggi delle strutture subcellulari mentre le cellule sono ancora intatte nel loro ambiente tissutale. Altri ricercatori hanno creato immagini simili in precedenza, ma principalmente in singole cellule o in coltura.
“L’imaging ad alta risoluzione e l’analisi basata sull’apprendimento profondo ci hanno aiutato a vedere che la regolazione strutturale dell’ambiente intracellulare e dell’architettura molecolare delle cellule degli organelli è una componente chiave dell’adattamento metabolico. Mirare a questa regolazione può offrire opportunità terapeutiche per il trattamento di malattie metaboliche come il diabete e la steosi epatica”, ha spiegato Parlakgül.
Per Hotamışlıgil, le immagini sono sorprendenti: “Sono stato ipnotizzato per la prima volta dalla complessità, bellezza e armonia delle costruzioni nello spazio interno estremamente affollato di una cella”, ha concluso l’esperto: “È come guardare un capolavoro artistico mentre si viaggia nel centro di una cella”.
Il 4 marzo si è svolta la Giornata mondiale dell’obesità 2022 con lo slogan «Everybody Needs to Act». Secondo le ultime analisi, si stima che nel mondo circa 800 milioni di individui convivano con questa condizione riconosciuta come patologia e altri milioni sono a rischio di svilupparla.
Le cause alla base dell’obesità sono ormai conosciute e riconosciute dalla comunità scientifica profonde e ad oggi, l’unica via perseguibile per ottenere progressi è quella data dall’impegno congiunto e dalla collaborazione di tutti i settori e le forze sociali.
Dai dati 2017-2020 dei sistemi di sorveglianza PASSI e PASSI d’Argento, emerge che l’obesità riguarda l’11% dei 18-69enni e il 14% degli ultra 65enni, e che il profilo di salute e la qualità della vita dei pazienti in condizione di obesità sono più compromessi rispetto al resto della popolazione che non ne soffre.
