I lipidi, ovvero i grassi presenti nella cellula, hanno un ruolo fondamentale per l’attività della proteina CFTR e la sua stabilità sulla membrana plasmatica.
È stata effettuata un’analisi del lipidoma (insieme di tutti i lipidi nelle cellule) su cellule bronchiali ottenute da soggetti con fibrosi cistica (FC) e soggetti sani, trattate con i farmaci che compongono il Kaftrio (elexacaftor, tezacaftor e ivacaftor, ETI) e con un composto di controllo. Sono stati quantificati centinaia di lipidi appartenenti a circa 30 diverse famiglie con l’obiettivo di evidenziare eventuali alterazioni in alcuni tipi di grassi (per esempio gli sfingolipidi). Sono stati anche valutati i cambiamenti nella localizzazione di circa 5000 proteine nell’epitelio bronchiale umano.
È stata creata una “mappa” molto precisa e dettagliata dei cambiamenti legati alla malattia e di quelli legati a ETI. Pur mostrando una limitata alterazione dei profili di espressione proteica, sono emersi cambiamenti molto significativi e diversificati a livello dei lipidi. I dati raccolti, infatti, mostrano un’alterazione dell’equilibrio tra due tipi di grassi (diidroceramidi e ceramidi) in seguito al trattamento con ETI. Sono stati identificati diversi fosfolipidi i cui livelli in condizioni di FC vengono ripristinati dal trattamento con ETI a livelli simili a quelli dei soggetti sani. Infine, è emerso che ci sono altre molecole che vengono alterate da ETI a prescindere dalla mutazione CFTR, ovvero che cambiano sia in soggetti sani che malati.
L’analisi della gran mole di dati ottenuta non è ancora terminata: i ricercatori dovranno poi cercare di contestualizzarla in ciò che è noto della biologia della cellula e di CFTR. L’ obiettivo è condividere i risultati, in modo che altri ricercatori FC possano usare le informazioni ottenute.
Lipids, i.e. fat molecules present in the cell, play a fundamental role in the activity of the CFTR protein and its stability on the plasma membrane. Understanding how these act and how they are modified (both by the disease and by modulator drugs) gives us crucial information on the functioning of CFTR itself. Furthermore, studying how modulators alter the chemistry of the cell helps us understand which new mechanisms to activate to achieve better recovery of CFTR itself.
We used bronchial cells obtained from CF subjects and healthy subjects and we treated them in-vitro with the drugs that make up Kaftrio (elexacaftor, tezacaftor and ivacaftor, ETI) for 48 hours.
We extracted lipids and proteins present in ETI- or control-treated cells and we identified and measured them. We then compared the data obtained in the two conditions and we identified and selectively differentiated the molecules altered by the disease and those altered by the pharmacological treatment itself.
The analysis allowed us to quantify several hundred lipids belonging to around 30 different lipid families and around 5000 proteins.
We obtained an accurate and detailed “map” of the changes linked to the disease and those linked to the drug itself. While we did not observe striking alterations in the protein expression profiles, we highlighted very significant and diversified changes of the human bronchial epithelium lipidome. We demonstrated that an off-target effect of ETI is the alteration of the dihydroceramides/ceramides balance. Furthermore, we identified lipids altered by the CF condition that ETI treatment restores to levels similar to those of healthy subjects. We have also identified other molecules that are altered by ETI regardless of the CFTR mutation, i.e. that change in both healthy and diseased subjects.
We are now finalizing the analysis of the large amount of data we obtained and we are trying to contextualize it in what is known about the biology of the cell and CFTR. Our goal is to share all the results obtained, ensuring that other CF researchers can use our data.
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