In Svizzera i ricercatori dell’Istituto Paul Scherrer hanno identificato un composto chimico che può essere impiegato come agente attivo contro diversi parassiti unicellulari.
Tra questi ci sono gli agenti patogeni che causano la malaria e la toxoplasmosi. Il punto di partenza della ricerca su questa promettente sostanza è la proteina Tubulina: aiuta le cellule a dividersi e, quindi, è essenziale per la moltiplicazione dei parassiti.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista “EMBO Molecular Medicine”.
L’idea alla base di questo approccio viene dalla ricerca su varie forme di cancro: bloccare la proteina Tubulina nelle cellule tumorali impedisce a queste ultime di dividersi con successo, e pertanto anche di moltiplicarsi.
I medici applicano da tempo questo principio con successo nella chemioterapia e somministrano ai pazienti sostanze che inibiscono la Tubulina.

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Guerra dura al Toxoplasma Gondii e a molte specie di Plasmodio

Natacha Gaillard e Ashwani Sharma, ricercatori del Laboratorio di Ricerca Biomolecolare del PSI a Villigen, hanno ora esteso questo concetto ai parassiti unicellulari, compresi gli agenti patogeni che causano la malaria (Plasmodium species) e la toxoplasmosi (Toxoplasma Gondii).
Anche le loro cellule hanno infatti bisogno di Tubulina per la divisione cellulare. “Se questa proteina non funzionasse più come dovrebbe, ciò danneggerebbe seriamente il parassita”, dice il ricercatore Ashwani Sharma.
“Questa circostanza rende la Tubulina un buon punto di attacco per i farmaci. La proteina è nota da molto tempo nella ricerca sui tumori, ma fino ad ora non ha ottenuto molta attenzione in parassitologia”.
I patogeni che causano la malaria e la toxoplasmosi sono annoverati tra gli Apicomplexa, un gruppo di parassiti unicellulari eucarioti.
Le loro cellule possiedono un vero nucleo cellulare, e passano attraverso fasi di riproduzione sia sessuali che asessuate.
Gli Apicomplexa ricorrono all’uomo o gli animali come ospiti oppure come ospiti intermedi. Ogni anno, molti milioni di persone sono afflitte dalle malattie infettive che questi parassiti causano.

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È la proteina Tubulina il sospettato tallone d’Achille del parassita

Tutti gli eucarioti, dalle amebe agli esseri umani, producono la proteina Tubulina. Sotto forma di lunghi filamenti, essa attraversa le cellule come una sorta di impalcatura.
Da qui, durante la divisione cellulare, si forma il cosiddetto apparato mitotico, che separa i cromosomi e li distribuisce a due cellule figlie.
Da un organismo all’altro, la proteina differisce soltanto in alcune caratteristiche, ma queste differenze possono essere potenzialmente importanti.
Affinché gli scienziati potessero trovare agenti attivi contro la proteina specifica dei parassiti unicellulari eucarioti, e quindi bloccarla, la struttura precisa della proteina doveva essere conosciuta.
Così i ricercatori dell’Istituto Paul Scherrer hanno isolato a Villigen la Tubulina dalle cellule del protista ciliato Tetrahymena Thermophila, com’è noto utilizzato abbastanza spesso nella ricerca biomedica.

Due proteine sono state unite stabilmente per la prima volta

Il protista ciliato Tetrahymena Thermophila al servizio dell’uomo

“La sua proteina è praticamente identica a quella degli Apicomplexa”, spiega la scienziata Natacha Gaillard. “E questo ci risparmia la necessità di lavorare con i patogeni della malaria in laboratorio…”.
Utilizzando la struttura della Swiss Light Source SLS e la microscopia elettronica, i ricercatori hanno decifrato la struttura molecolare della proteina. Hanno poi cercato un composto chimico capace di inibire la medesima.
Una banca dati delle sostanze disponibili in natura o artificiali ha prospettato cinque candidati come potenziali agenti attivi; successivamente in laboratorio, un composto chimico si è dimostrato più efficace degli altri quattro. I ricercatori lo hanno chiamato Parabulina.
“Esso impedisce alla Tubulina di formare lunghi e stabili filamenti proteici. Così facendo, blocca anche una perfetta divisione cellulare del ‘nemico’…”, continua la Gaillard.
La Parabulina ferma la proteina esattamente nel punto analogo a quello in cui i farmaci antitumorali ‘attraccano’, cioè vanno all’arrembaggio nella Tubulina umana.

Due proteine sono state unite stabilmente per la prima volta

Una speranza per la medicina del futuro, però già brevettata

I partner scientifici del PSI presso l’Università della California a Irvine hanno testato il composto sul Toxoplasma Gondii in cellule umane.
E, in effetti, si è riscontrato che il parassita era praticamente incapace di riprodursi ancora. Al contrario, la Parabulina non ha praticamente alcun effetto sulle cellule umane.
“Questo è un buon segno: la sostanza agisce apparentemente solo sulla Tubulina del parassita, un requisito fondamentale per poterla utilizzare come farmaco contro le malattie infettive”, spiega Sharma.
L’ipotesi è che la Parabulina funzioni non soltanto contro il Toxoplasma Gondii, ma anche contro tutti i rappresentanti degli Apicomplexa, compreso il patogeno della malaria.
Il Paul Scherrer Institut ha ora depositato un brevetto e prevede di continuare a testare la Parabulina in laboratorio, con l’obiettivo di svilupparla successivamente, come un medicamento vero e proprio, il tutto con l’aiuto dell’industria farmaceutica.

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