La fabbrica delle proteine: quando qualcosa s’inceppa
Dopo aver illustrato per sommi capi la sintesi delle proteine vorrei ora soffermarmi sui casi in cui qualcosa non va per il verso giusto. E qui mi rivolgo in particolare agli studenti che porterò con me al convegno “Guarire la fibrosi cistica: incontro con la ricerca scientifica” il 13 febbraio prossimo. La fibrosi cistica infatti è una di quelle malattie generate da una sintesi errata di una particolare proteina. Come abbiamo detto, è il DNA che impartisce le istruzioni secondo le quali i diversi aminoacidi saranno montati: vi sono porzioni di DNA, i geni, che contengono le informazioni necessarie per la sintesi delle varie proteine. L’informazione contenuta nel gene viene trasmessa all’RNA messaggero, che dirigerà la sintesi proteica sul ribosoma con l’aiuto dell’RNA di trasporto. Di conseguenza se un gene è alterato (o meglio “mutato“) la proteina sarà difettata, cioè non in grado di assolvere pienamente le sue funzioni biochimiche per il corretto funzionamento dell’organismo. Data la sua origine, si dice che la fibrosi cistica è una malattia genetica.
Il gene responsabile della fibrosi cistica si trova sul cromosoma 7; è stato chiamato gene CFTR, acronimo di Cystic Fibrosis Transmembrane Regulator. La ragione di tale denominazione risiede nel fatto che il gene codifica la sintesi di una proteina che funge da canale per il passaggio di ioni dall’interno all’esterno della membrana delle cellule secretive; tali cellule si trovano soprattutto nelle ghiandole sudoripare, nell’apparato respiratorio, nell’intestino, nel pancreas, nelle vie biliari del fegato, nell’apparato riproduttivo. Tra le conseguenze dell’alterazione troviamo l’ipersalinità sudorale, un muco intestinale così denso da ostacolare il normale assorbimento delle sostanze nutritive, infezioni respiratorie ricorrenti e problemi di fertilità per entrambi i sessi.
Purtroppo trovare una cura risolutiva per questa malattia non è affatto semplice: il gene CFTR ha più di 1400 mutazioni conosciute, le 
quali hanno diversa frequenza nelle varie popolazioni (a mutazioni diverse possono corrispondere forme di malattia di diversa gravità ). Insomma, è come cercare un ago nel pagliaio. La proteina CFTR è composta da ben 1480 aminoacidi; la sua caratteristica principale consiste nella particolare conformazione simile a tante eliche che attraversano ripetutamente la membrana cellulare per permettere il passaggio degli ioni. Nella posizione 508 della proteina CFTR si trova un aminoacido chiamato fenilalanina; se interviene nel gene una particolare mutazione, la fenilalanina non viene più inserita in quella posizione; questo basta per considerare difettosa la proteina, che non potrà assumere la corretta conformazione spaziale adatta per inserirsi sulla membrana cellulare e fare da canale al passaggio degli ioni. La proteina viene così distrutta, di conseguenza i secreti prodotti risultano particolarmente densi e poveri di acqua.
Come si cura la fibrosi cistica? Mancando una terapia risolutiva si agisce sulla minimizzazione dei sintomi. Le cure più impegnative sono richieste dai problemi polmonari; la tosse e il catarro sono curati con aerosolterapia e fisioterapia quotidiana (da uno a tre ore al giorno tutti i giorni); necessari anche gli antibiotici per le infezioni respiratorie, da prendere periodicamente per bocca o per via endovenosa. Nei casi più gravi si procede con l’ossigenoterapia e il trapianto di polmoni se questi sono irrimediabilmente danneggiati. I sintomi dovuti al malfunzionamento del pancreas si curano assumendo durante ogni pasto gli enzimi necessari per la digestione e l’insulina nel caso sopraggiunga anche il diabete. A causa della cattiva assimilazione delle sostanze nutritive i malati di fibrosi cistica sono soggetti ad arresto della crescita e perdita di peso; dunque si rende necessaria un’alimentazione ipercalorica.
La fibrosi cistica è più diffusa nelle popolazioni di pelle chiara, nelle quali i portatori sono circa il 4% (una persona su 25). Questo vuol dire che in Italia i portatori sono circa due milioni e mezzo. Essendoci un portatore ogni 25 persone, una coppia ogni 625 è una coppia di portatori; questa coppia ad ogni gravidanza ha il 25% di probabilità di avere un figlio con la malattia (l’incidenza è di un malato ogni 2700 nati sani).
Nei prossimi anni la ricerca scientifica potrà mettere a disposizione delle coppie che desiderano un figlio un test genetico economico e accurato. Nel frattempo la ricerca di base sta cercando di: introdurre nelle cellule malate una copia del gene normale (terapia genica); “correggere” la proteina difettosa; attivare funzioni cellulari di compenso alla proteina difettosa; trovare le mutazioni del gene ancora sconosciute; conoscere i meccanismi di virulenza dei batteri dannosi per il polmone allo scopo di bloccarli; capire come i polmoni dei malati di fibrosi cistica sono danneggiati, per poterli curare in tempo.
Si possono reperire informazioni molto più approfondite sulla malattia in questo utile libretto (che i miei studenti leggeranno mooolto attentamente per prepararsi al convegno). Intanto guardate il breve servizio televisivo che segue: è in inglese, ma se avrete letto attentamente gli ultimi due post lo comprenderete senza problemi.
Fonti: Lega Italiana Fibrosi Cistica, Fondazione per la Ricerca sulla Fibrosi Cistica.
