La proteina di membrana CFTR, in seguito all’attivazione del suo dominio regolatore da parte della proteinchinasi-AMP ciclico dipendente (PKA), permette il passaggio dello ione cloro. E’ noto che la perdita della funzione di trasporto ionico della proteina-canale CFTR è responsabile della Fibrosi Cistica. Tutte le mutazioni del gene codificante per la proteina CFTR (più di 1800 sino ad ora conosciute) sono state raggruppate in 5 diverse classi. La delezione della fenilalanina 508 (F508del), appartenente alla classe II delle mutazioni, dà luogo ad un difetto nel traffico della proteina CFTR che, intrappolata nel reticolo endoplasmico e precocemente degradata, non riesce a raggiungere la membrana e quindi a trasportare il cloro. In presenza di composti farmacologici che “correggono” questo difetto, la proteina CFTR può raggiungere la membrana, dove tuttavia presenta ancora un difetto di attivazione con conseguente diminuita probabilità di apertura del canale per il cloro. L’azione di composti in grado di “potenziare” l’attivazione della proteina-canale F508del CFTR trasportata sulla membrana in seguito all’azione dei correttori, potrebbe normalizzare il trasporto di cloro. Pertanto il paziente con questo tipo di mutazione dovrebbe assumere due distinti farmaci: un correttore del traffico della proteina F508del CFTR ed un potenziatore dell’efflusso di cloro.
Recentemente è stato pubblicato un interessante studio condotto, con finanziamento FFC, dal Laboratorio di Genetica Molecolare dell’Istituto Gaslini insieme con il Centro di Biotecnologie Avanzate, il Dipartimento di Medicina Sperimentale e il Centro di Eccellenza per la Ricerca Biomedica di Genova (1), in cui è riportato come una molecola appartenente alla classe chimica degli aminoaril tiazoli, il corr-2b, possa avere una duplice azione di correttore e di potenziatore della proteina F508del CFTR.
Questa ricerca è stata condotta sia in colture cellulari stabilizzate che in colture primarie di cellule bronchiolari umane provenienti da pazienti omozigoti per la mutazione F508del. Studi biochimici e fisiologici dimostrano come una preincubazione di ventiquattro ore con il corr-2b dia luogo non solo ad un significativo incremento del traffico della proteina F508del CFTR sulla membrana cellulare ma anche ad un potenziamento dell’efflusso di cloro indotto dall’attivazione della PKA. E’ importante notare che il corr-2b, per poter esplicare una significativa azione combinata di correttore e di potenziatore, necessita di un prolungato trattamento pari a circa 24 ore e della sintesi di nuove proteine, in quanto la sua azione è bloccata da inibitori della sintesi proteica.
Allo stato attuale delle ricerche, il meccanismo cellulare dell’azione combinata di correttore e di potenziatore del corr-2b non è ancora completamente chiarita, ma è ragionevole ipotizzare che il corr-2b possa interagire con la proteina CFTR stessa o con proteine interagenti con essa, promuovendo una modificazione conformazionale in grado di migliorare sia il traffico della proteina F508del CFTR sulla membrana che la sua permeabilità al cloro. Generalmente le molecole note per avere esclusive proprietà di potenziatori esplicano la loro azione dopo un breve tempo (30-45 minuti) di preincubazione. Il corr-2b, invece, pur essendo permeabile in cellula, per esplicare il suo massimo effetto di potenziatore necessita di un tempo prolungato di preincubazione (24 ore) facendo supporre che è proprio la prolungata interazione del corr-2b con lo stesso sito di interazione che è alla base della azione combinata del corr-2b come correttore e potenziatore insieme.
Questi risultati, sebbene ancora ad uno stadio iniziale, rivestono un notevole interesse farmacologico in quanto è facilmente comprensibile che, tenuto conto dei notevoli investimenti finanziari necessari per sviluppare nuove molecole con proprietà di correttore o di potenziatore, sarebbe vantaggioso identificare composti con una duplice azione combinata di potenziatore e correttore insieme.
1. Pedemonte N., Tomati V., Sondo E., Caci E., Millo E., Armirotti A., Da Monte G., Zegarra-Moran O., and Galletta L.J.V. Dual activity of aminoarylthiazoles on the trafficking and gating defects of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator chloride channel caused by cystic fibrosis mutations. The Journal of Biological Chemistry 286: 15215-26, April 29,2011
Dr. Valeria Casavola
(Dipartimento di Fisiologia Generale ed Ambientale, Università degli Studi di Bari “Aldo Moro”)
