LifeTech
22/01/2016

Svelato il meccanismo di traslocazione diretta delle membrane cellulari mediato da sequenze peptidic

By: Redazione IIT

Lo sviluppo di sequenze peptidiche capaci di traslocare spontaneamente attraverso le membrane cellulari promette di rivoluzionare il mondo della ricerca in ambito biomedico, consentendo il trasporto di molecole di interesse (farmaci, DNA, proteine) nei siti bersaglio. A questo scopo, una nuovo peptide (sequenza: PLIYLRLLR, chiamato qui ‘Translocating Motif 9’, o TM9) è stato recentemente identificato e proposto in letteratura come potenziale precursore per una nuova generazione di vettori per la traslocazione spontanea. Un team multidisciplinare di chimici, fisici, biologi guidati dal Dott. Francesco Cardarelli (CNI@NEST, Istituto Italiano di Tecnologia), in stretta collaborazione con i colleghi della Scuola Normale Superiore, ha progettato una innovativa combinazione di test (sia in provetta che in cellula) per provare le effettive proprietà fisico-chimiche e di trasporto del peptide TM9 e derivati. Gli esperimenti, condotti dalla Dott.ssa Sara Macchi (Perfezionanda in Scienze Biofisiche della Scuola Normale Superiore) e colleghi, hanno permesso di chiarire le proprietà di questa classe di sequenze come vettori per la traslocazione diretta. In primo luogo, è stato svelato la sequenza TM9 ha la capacità di formare autonomamente aggregati multi-peptidici in modo concentrazione-dipendente. Il processo di aggregazione è uno step necessario ma non sufficiente per una traslocazione efficace della membrana cellulare. Quest’ultimo cruciale passo, infatti, è completamente inibito se si vogliono trasportare molecole polari (portatrici di carica elettrostatica netta) mentre è consentito quando la molecola trasportata è a-polare (non trasporta carica netta).

I risultati ottenuti aprono la strada alla progettazione razionale di una nuova classe di sequenze con proprietà di trasporto ottimizzate. Questo a sua volta promette di consentire, nel prossimo futuro, la applicazioni terapeutiche/diagnostici più mirate ed efficaci. Potremmo immaginare un futuro più lontano, per esempio, in cui i ricercatori nel campo della nanomedicina possano sfruttare tali sequenze peptidiche per sondare rapidamente lo stato fisiopatologico delle cellule/tessuti vivi ed eventualmente intervenire su questo in tempo reale. Questi risultati sono stati recentemente pubblicati sulla prestigiosa rivista internazionale ‘Scientific Reports‘ del Nature Publishing Group.