L'ormone eritropoietina (Epo)
è una sostanza dopante ben nota che ha una lunga storia di abusi negli sport di resistenza, come il ciclismo. Oltre a promuovere la produzione di globuli rossi (eritropoiesi), che migliora l'apporto di ossigeno nell'organismo, Epo protegge anche le cellule nervose dalla morte cellulare.
Caratteristiche e funzioni dell’EPO
L’eritropoietina (EPO) è una glicoproteina (le glicoproteine sono proteine legate con unità glicidiche) con peso molecolare 30.400 dalton; è l’ormone che stimola l’eritropoiesi, regolando la produzione degli eritrociti (globuli rossi). Viene sintetizzata soprattutto dal rene e in minima parte dal fegato e la sua produzione è regolata dalla concentrazione di ossigeno nel sangue.
La stimolazione dell’eritropoiesi viene esercitata dall’eritropoietina nel midollo osseo sull’eritrone. L’eritropoietina effettua una selezione che elimina le cellule meno buone, consentendo solo ad alcune di seguire la linea di maturazione e di diventare eritrociti (apoptosi).
Applicazioni terapeutiche e nuovi studi
Per utilizzare questo effetto per curare le malattie neurodegenerative, tuttavia, è necessario prevenire gli effetti negativi causati dall'EPO attraverso la formazione stimolata dei globuli rossi. I ricercatori dell'Università di Gottinga hanno ora scoperto un recettore Epo alternativo che potrebbe potenzialmente innescare effetti protettivi nell'uomo senza gli effetti collaterali sull'eritropoiesi. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Frontiers in Molecular Neuroscience . Il risultato dell’azione dell’eritropoietina consiste sostanzialmente in un innalzamento della disponibilità di globuli rossi e di emoglobina.
Epo potrebbe essere usato per trattare malattie neurodegenerative come l'Alzheimer e il Parkinson o per ridurre i danni dopo gli ictus.
Tuttavia, studi clinici hanno dimostrato gravi effetti collaterali, che, secondo le attuali conoscenze, sono probabilmente dovuti alla capacità di Epo di stimolare la produzione di globuli rossi. Come si può separare l'effetto protettivo delle cellule di Epo dall'effetto sulla formazione delle cellule del sangue? I ricercatori del Dipartimento di Neuroscienze cellulari dell'Università di Gottinga hanno identificato un recettore Epo alternativo. Hanno scoperto che il trattamento con Epo umano previene anche la morte cellulare in alcuni insetti, sebbene questi animali non possiedano Epo e non abbiano il recettore Epo classico coinvolto nell'eritropoiesi umana.
Il recettore CRLF3
Nelle locuste migratorie, il team del professor Ralf Heinrich è stato ora in grado di dimostrare che il CRLF3 (fattore 3 simile al recettore delle citochine) è proprio un tale recettore Epo alternativo. Le colture di cellule nervose, prelevate dal cervello delle locuste, muoiono in assenza di ossigeno, simili alle cellule cerebrali dei pazienti con ictus. Aggiungendo Epo umano, le cellule cerebrali della locusta possono essere salvate, ma solo fino a quando la presenza del recettore CRLF3 nelle cellule non viene soppressa artificialmente. Il team di ricerca è stato in grado di identificare questo recettore in un totale di 293 diverse specie animali. Tra questi ci sono 259 vertebrati, inclusi gli umani.
Origine ed evoluzione del CRLF3
Nella storia evolutiva, il CRLF3 è emerso contemporaneamente allo sviluppo del sistema nervoso, il che suggerisce che questo recettore svolge un ruolo importante nelle cellule nervose. La somiglianza delle sequenze proteiche è sorprendente: la CRLF3 è rimasta notevolmente simile dai cnidari (ad esempio meduse) agli umani. "La domanda importante ora è se l'attivazione di CRLF3 previene anche la morte cellulare nel nostro cervello", ha affermato Nina Hahn, prima autrice dello studio. "Strutturalmente, i recettori CRLF3 di locuste e umani sono molto simili. Questo ci porta a sperare che la loro funzione protettiva nel cervello sia la stessa."
Riferimenti
Nina Hahn, Luca Büschgens, Nicola Schwedhelm-Domeyer, Sarah Bank, Bart R. H. Geurten, Pia Neugebauer, Bita Massih, Martin C. Göpfert, Ralf Heinrich. The Orphan Cytokine Receptor CRLF3 Emerged With the Origin of the Nervous System and Is a Neuroprotective Erythropoietin Receptor in Locusts. Frontiers in Molecular Neuroscience, 2019; 12 DOI: 10.3389/fnmol.2019.00251
