Digiuno, grassi in eccesso e rifiuti cellulari

DNA - Foto di Svilen MilevLa produzione di energia e lo smaltimento dei rifiuti cellulari sono entrambi regolati dal gene TFEB che è coinvolto anche nel metabolismo dei grassi quando la cellula si trova in condizioni di carenza di nutrienti.

Il digiuno prolungato stimola l’organismo a sfruttare le proprie riserve endogene per ricavare energia. Ciò è possibile tramite il processo di autofagia: la cellula può riutilizzate le molecole di scarto a scopo energetico.

Quando l’energia scarseggia, TFEB è in grado di stimolare il processo con cui la cellula converte i lipidi dalla forma di deposito a quella immediatamente utilizzabile come fonte energetica.

Il gruppo di ricerca dell’Istituto Telethon di genetica e medicina (Tigem) di Napoli, guidato da Andrea Ballabio, ha condotto uno studio, pubblicato sulla rivista Nature Cell Biology, in cui viene messo in luce il ruolo cruciale del fattore di trascrizione FB (TFEB) nell’evoluzione della risposta adattativa alla privazione di cibo e getta le basi di come la stimolazione del gene TFEB possa avere grandi potenzialità applicative nelle malattie degenerative di origine genetica e non, oltre ad aprire la strada a nuove strategie terapeutiche per i disturbi del metabolismo lipidico.

Dagli esperimenti su modello murino emerge che TFEB è capace di favorire l’utilizzo dei grassi, evitandone l’accumulo, poiché mima ciò che si verifica in caso di digiuno.
In particolare, su topi di laboratorio con obesità indotta da una dieta molto ricca in grassi e con obesità di tipo genetico, i ricercatori hanno somministrato TFEB attraverso terapia genica e pur non variando l’alimentazione di questi animali hanno osservato che non aumentavano di peso e non sviluppavano diabete né hanno avuto un aumento del colesterolo e dei trigliceridi nel sangue.

Il gene TFEB, scoperto nel 2009 dal team di Andrea Ballabio dell’Istituto Telethon di genetica e medicina (Tigem) di Napoli, regola la biogenesi dei lisosomi e gioca un ruolo di fondamentale importanza nell’attivazione del processo di autofagia. Inoltre, stimolando la sovraespressione di TFEB è possibile indurre l’esocitosi lisosomiale: meccanismo che risolve potenzialmente il problema dell’accumulo patologico di sostanze di rifiuto all’interno della cellula.

L’autofagia, il principale meccanismo che le cellule mettono in atto per eliminare le sostanze in eccesso, organuli danneggiati e materiali di scarto, consente di riutilizzare le molecole ormai inutili allo scopo di ottenere energia e allo stesso tempo permette di evitare l’accumulo progressivo di sostanze tossiche che vanno a compromettere e danneggiare il funzionamento di cellule, tessuti e organi.

In assenza di nutrienti, quando ci sono poche risorse a disposizione come ad esempio durante un digiuno prolungato, le cellule del nostro organismo possono ricorrere all’autofagia per ricavare energia sufficiente alla propria sopravvivenza.
In questo processo giocano un ruolo chiave i lisosomi: gli organelli cellulari deputati allo smaltimento delle sostanze di scarto.

Ripulire le cellule dalle sostanze di scarto è uno strumento terapeutico per contrastare i danni causati da numerose malattie degenerative come l’Alzheimer, il Parkinson, l’aterosclerosi e malattie molto rare come quelle da accumulo lisosomiale o la Corea di Huntington o anche ciò che avviene durante il normale processo di invecchiamento.
Ecco perché i ricercatori puntano ad approfondire le conoscenze su TFEB, bersaglio farmacologico capace di promuovere l’eliminazione dei rifiuti cellulari e favorire il metabolismo lipidico.

La stimolazione di TFEB svolge molteplici effetti benefici sulla salute della cellula ed è quindi un potenziale strumento terapeutico per contrastare la degenerazione progressiva che si osserva in molte malattie.

I ricercatori stanno lavorando per trovare le molecole più adatte a promuovere e regolare l’azione di TFEB in modo controllato, tuttavia l’applicazione clinica è ancora lontana.

Fonte

C. Settembre, R. De Cegli, G. Mansueto, P. Saha, F. Vetrini, O. Visvikis, T. Huynh, A. Carissimo, D. Palmer, T. Klisch, A. Wollenberg, D. Di Bernardo, L. Chan, J. Irazoqui, A. Ballabio, “TFEB controls cellular lipid metabolism through a starvation-induced autoregulatory loop”. Nature Cell Biology, 2013.

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