La più frequente mutazione della proteina CFTR, F508del, dà luogo a una proteina che, incapace di raggiungere la membrana cellulare, non è in grado di trasportare cloruro. Si ritiene che la somministrazione combinata di “correttori”, che determinano il ripristino della proteina mutata sulla membrana cellulare, e di “potenziatori”, che incrementano il trasporto di cloruro una volta che la CFTR è in membrana, possa contribuire a riportare il trasporto di cloruro ad un livello sufficiente. Abbiamo dimostrato che la trimetilangelicina (TMA), si comporta come potenziatore del trasporto di cloruro e probabilmente anche come correttore, poiché determina il ripristino della funzione di CFTR alterata per effetto della mutazione F508del. In particolare, l’efficacia del TMA come correttore è stata dimostrata anche in cellule epiteliali primarie derivanti da bronchi di pazienti affetti da fibrosi cistica. Il progetto di ricerca si propone di identificare il meccanismo di azione, ancora sconosciuto, mediante il quale TMA agisce come correttore; inoltre, determinare l’effetto della stessa TMA sul citoscheletro cellulare (impalcatura della cellula) e sugli altri meccanismi capaci di stabilizzare CFTR sulla membrana. La comprensione del meccanismo di azione del TMA rappresenta un passo determinante per un suo potenziale sviluppo terapeutico.
The most frequent mutation of CFTR protein, F508del, produces a mis-folded protein that is associated with a defective chloride secretion creating a consequent impairment of lung function. It is believed that a combined actions of drugs is required to obtain a good rescue of F508del-CFTR: i) the “correctors” that restore F508del- CFTR expression on the cell surface and ii) the “potentiators” that potentiate the activity of CFTR once arrived to the plasma membrane. We demonstrated that trimethylangelicin (TMA) behaves as a potentiator because a short-term treatment increases chloride secretion through CFTR already present in the membrane of airway cells. Importantly, we have recently found that long-term TMA treatment (24 hrs) at low concentrations (100nM) restores both the trafficking of the mutated F508del-CFTR to cell surface and the chloride secretion in airway CF cells, strongly suggesting that it also has corrector properties. Importantly, TMA is very efficacious also in primary human bronchial CF epithelial cells that are closer to the physiopathology of the airway cells of FC patients. Our study proposes to continue with the elucidation of the mechanisms of action of TMA as a corrector. Moreover, we will examine if TMA is also efficient in stabilizing F508del CFTR in the plasma membrane. Lastly, we will determine if TMA, in addition to rescuing the functional expression of F508del CFTR, can restore the cytoskeletal organization and compartmentalization of cAMP/PKA signaling observed in “normal” airway cells. Understanding the cellular mechanisms by which TMA treatment is able to rescue both chloride secretion and F508del CFTR stability on the plasma membrane of CF airway cells should provide the basis for optimizing its potential therapeutic development.
