(BPCO-Immagine: questa immagine mostra la proteina ISM1 (in verde) prodotta dai macrofagi alveolari (AM) (rosso), che si manifestano in questa immagine tramite doppia colorazione di immunofluorescenza. Il giallo rappresenta la presenza sia della proteina ISM1 che di AM nella stessa posizione, con il blu che rappresenta il nucleo di una cellula. All’interno del corpo umano, ISM1 si trova nelle maggiori quantità nei polmoni. Credito: Università Nazionale di Singapore).
Gli scienziati del NUS hanno scoperto una nuova proprietà di una proteina presente nei polmoni umani che potrebbe portare allo sviluppo di farmaci biologici per il trattamento della broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO), una malattia polmonare debilitante e progressiva che è una delle principali cause di morte in tutto il mondo.
La ricerca è stata condotta dalla Prof.ssa Associato Ge Ruowen della NUS Biological Sciences e pubblicata sugli Atti della National Academy of Sciences nel gennaio 2022.
Combattere la BPCO
La BPCO è attualmente la terza causa di morte a livello globale e rappresenta un grande onere socioeconomico per le nazioni. Può essere causata da un’esposizione a lungo termine a sostanze irritanti o particolato, come il fumo di sigaretta, e i sintomi includono tosse, difficoltà respiratorie, produzione di muco e respiro sibilante.
I pazienti con BPCO mostrano due condizioni chiave: l’enfisema (la distruzione delle pareti alveolari e l’allargamento degli alveoli) e la bronchite ostruttiva cronica (piccole vie aeree infiammate). Questi pazienti soffrono di sintomi respiratori persistenti con progressivo declino della funzione polmonare a lungo termine. Tuttavia, gli attuali farmaci che prendono di mira la BPCO forniscono solo sollievo sintomatico e non sono in grado di sopprimere l’infiammazione dei tessuti sottostante per bloccare efficacemente la diffusione della BPCO o ridurre la mortalità.
“I pazienti con BPCO hanno difficoltà respiratorie che ostacolano la loro capacità di lavorare o fare esercizio. Non assorbono abbastanza ossigeno e questo influisce anche sulla loro funzione cardiaca. La BPCO è una condizione molto pericolosa, ma la consapevolezza pubblica è molto bassa”, ha affermato Ge Ruowen.
Mantenere la salute dei polmoni
I macrofagi alveolari (AM) sono cellule immunitarie che risiedono nello spazio aereo delle strutture respiratorie polmonari chiamate alveoli e possono mostrare proprietà pro-infiammatorie o antinfiammatorie. Nella BPCO, i macrofagi alveolari pro-infiammatori sono amplificati e questa è una delle principali cause della BPCO.
Il team della Prof.ssa Ge ha scoperto che una proteina residente nel polmone, chiamata istmina 1 (ISM1), è fondamentale per limitare l’infiammazione in un polmone sano eliminando selettivamente il tipo pro-infiammatorio dei macrofagi alveolari. Nei loro studi di laboratorio, il team di ricerca ha osservato che l’assenza della proteina ISM1 era associata a un gran numero di AM pro-infiammatori, infiammazione polmonare persistente, enfisema progressivo e significativo declino della funzione polmonare anche senza esposizione a sostanze irritanti.
Il team ha scoperto che ISM1 aiuta a mantenere i polmoni sani prendendo di mira il recettore di segnalazione GRP78 (csGRP78) che è presente sulla superficie dei macrofagi alveolari pro-infiammatori, innescando l’apoptosi (morte cellulare), riducendo così l’infiammazione.
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Sviluppare un trattamento duraturo per la BPCO
Le proteine endogene o interne ISM1 potrebbero non essere sufficienti per contrastare l’infiammazione polmonare nella BPCO.
Per affrontare questa sfida, il team di ricerca ha lavorato con il Professor Fred Wong presso la NUS Pharmacology, per condurre studi di laboratorio per esaminare l’efficacia della somministrazione della proteina ISM1 ricombinante direttamente attraverso le goccioline nelle vie aeree. I ricercatori hanno osservato una riduzione dell’infiammazione polmonare, la soppressione dello sviluppo dell’enfisema e il ripristino delle funzioni polmonari. Questi risultati supportano lo sviluppo di ISM1 come potenziale trattamento per la BPCO.
“Prendendo direttamente di mira i macrofagi alveolari pro-infiammatori utilizzando la proteina ISM1 ricombinante, il nostro nuovo trattamento sopprime la causa principale della BPCO e apre la possibilità di trasformarla in un trattamento praticabile per questa malattia debilitante che colpisce molti pazienti in tutto il mondo“, ha affermato la Prof.ssa Ge.
“Questi risultati non solo forniscono una nuova strada per sviluppare farmaci nuovi ed efficaci per la BPCO, ma giustificano anche studi sull’ISM1 in altre malattie respiratorie infiammatorie“, ha aggiunto il Professor Wong.
Lo sviluppo di un farmaco basato su questa ricerca è attualmente in fase di sperimentazione preclinica.
La Prof.ssaGe e il suo team hanno in programma di studiare come l’ISM1 ricombinante potrebbe anche aiutare a sviluppare trattamenti per altri disturbi respiratori infiammatori come lesioni polmonari acute, fibrosi polmonare e asma e di ideare il metodo migliore per somministrare tali terapie.
Fonte:PNAS
