Oggi, molto spesso compaiono nuove scoperte in biologia, fisiologia e medicina, gli scienziati stanno penetrando più a fondo nei segreti del corpo, studiando tutti i nuovi processi. Ma molte delle precedenti scoperte su varie malattie alla luce delle conoscenze moderne sembrano completamente diverse. Mentre gli scienziati approfondiscono i meccanismi che sono alla base dello sviluppo di patologie come il diabete e il morbo di Parkinson, stanno già studiando i processi cellulari e molecolari, il metabolismo delle proteine e come influenzarli. Oggi le proprietà di alcuni virus, chiamati batteriofagi, vengono trattate in modo completamente nuovo. Alla luce della crescente resistenza dei batteri agli antibiotici, vengono sempre più studiati da nuove prospettive.
Microtubuli: più dello "scheletro" proteico della cellula
I microtubuli fanno parte della struttura citoplasmatica all'interno di ogni cellula, che è una complessa rete di proteine chiamata citoscheletro. Il termine fu introdotto per la prima volta da Nikolai Konstantinovich Koltsov nel 1903. I microtubuli aiutano a mantenere la rigidità cellulare, ma svolgono anche un ruolo importante nella divisione cellulare e nel trasporto di composti all'interno del citoplasma.
La disfunzione dei microtubuli è associata a condizioni neurodegenerative, tra cui due gravi patologie, il morbo di Parkinson e l'Alzheimer. I grovigli neurofibrillari, che sono filamenti anormalmente avvolti di una proteina chiamata tau, sono uno dei segni distintivi della malattia di Alzheimer. Di solito, in combinazione con gli ioni fosfato, la tau aiuta a riparare i microtubuli. Tuttavia, nei neuroni dell'Alzheimer, le proteine tau trasportano quattro volte più fosfato del normale. L'iperfosforilazione riduce la stabilità e la velocità di sintesi dei microtubuli e ciò può anche portare a danni al citoscheletro e all'intera cellula.
Ruolo dei microtubuli nelle malattie e opzioni terapeutiche
Non è ancora del tutto chiaro come questi cambiamenti nella produzione di microtubuli portino alla neurodegenerazione, ma i ricercatori sono interessati a determinare se l'interferenza con questi processi potrebbe un giorno aiutare a curare o prevenire il morbo di Alzheimer. I problemi con i microtubuli non sono esclusivamente legati alle malattie neurologiche. Dagli anni '90, gli scienziati hanno discusso se potessero essere alla base dei cambiamenti cellulari che portano a un attacco di cuore. L'ultimo studio su questo tema ha concluso che i cambiamenti chimici nella rete dei microtubuli delle cellule cardiache li rendono più rigidi e meno capaci di contrazione completa. Gli autori ritengono che lo sviluppo di farmaci che prendono di mira i microtubuli potrebbe anche essere un modo per migliorare la funzione cardiaca.
Problemi mitocondriali e morbo di Parkinson
Dal corso di biologia della scuola, molti ricordano che i mitocondri sono le centrali elettriche della cellula. Questo è stato scoperto molto tempo fa, ma oggi gli scienziati stanno determinando se i mitocondri possono essere la causa di una serie di malattie. La massima attenzione è rivolta al ruolo dei mitocondri nella malattia di Parkinson. Per molti anni è stato studiato il coinvolgimento di varie patologie mitocondriali, mutazioni nello sviluppo del morbo di Parkinson.
Ad esempio, possono sorgere problemi nei complessi legami chimici che generano energia nei mitocondri e possono verificarsi mutazioni nel DNA mitocondriale. Inoltre, i mitocondri possono essere danneggiati dall'accumulo di specie reattive dell'ossigeno, prodotte come sottoprodotto della produzione di energia. Ma in che modo queste carenze portano ai sintomi pronunciati del morbo di Parkinson, dal momento che i mitocondri si trovano praticamente in ogni cellula del corpo umano? La risposta sembra risiedere nel tipo di cellule che hanno recettori dopaminergici. Queste cellule sono unicamente suscettibili alla disfunzione mitocondriale, se non altro perché sono particolarmente sensibili allo stress ossidativo. I neuroni sono anche fortemente dipendenti dal calcio, un elemento immagazzinato nei mitocondri. Senza il controllo del calcio mitocondriale, i recettori dopaminergici sono influenzati.
Batteri e virus: nemici o amici?
I batteriofagi sono virus che attaccano i batteri, distruggendoli. Possono essere attivi contro i batteri intestinali che danneggiano il corpo. Se i batteri possono influire sulla salute, allora il virus che li uccide colpisce anche il corpo che infettano in un certo modo. Le cellule microbiche presenti in tutti gli ecosistemi della Terra sono piuttosto numerose. I batteriofagi, tuttavia, sono superiori; gli esperti li chiamano "virtualmente onnipresenti". L'impatto di virus e microbi sulla salute e sulla malattia è una rete intricata di interazioni che gli esperti stanno appena iniziando a svelare.
Conoscendo l'importante ruolo dei batteri nelle malattie infettive e nei problemi di salute, ci vuole solo un piccolo sforzo per capire come i batteriofagi (virus specifici), che sono unici per diversi ceppi di batteri, potrebbero un giorno essere utili per la medicina.
Vecchi dimenticati: i virus sono già stati curati!
In effetti, i virus batteriofagi venivano usati per trattare le infezioni negli anni '20 e '30. Sono praticamente scomparsi dall'uso, principalmente perché sono comparsi sulla scena gli antibiotici, che erano più facili ed economici da immagazzinare e produrre. Ma con l'emergere della resistenza agli antibiotici, che sta diventando sempre più comune, è del tutto possibile tornare alla terapia con batteriofagi, ma in una forma più avanzata. I batteriofagi possono anche essere specifici per uno o più batteri, a differenza di un'ampia gamma di antibiotici, compresi i loro microbi benefici.
Sebbene la rinascita dell'interesse per i batteriofagi sia relativamente recente, alcuni scienziati ne intravedono già un ruolo potenziale nella lotta contro le malattie cardiovascolari e autoimmuni, il rigetto dei trapianti e il cancro. Oggi il virus del batteriofago può rivelarsi molto utile e gli scienziati stanno valutando di utilizzarlo come cura per alcune patologie.