Parkinson, cancro e diabete hanno una cosa in comune: lo stress. Ecco perchè

La parola stress la usiamo tutti con molta frequenza. Ed è normale considerando che la nostra vita è particolarmente frenetica. Come è logico pensare, anche le cellule ne risentono dello stress continuo. In tal caso, infatti, si attivano diversi di allarmi chimici innescando una serie pericolosa di reazioni a catena che hanno sì lo scopo di proteggere alcuni componenti cellulari ma che, a lungo andare, potrebbero dare origine a diverse malattie, tra cui Parkinson, diabete e cancro.

I danni causati dallo stress

Quando le cellule del corpo umano sono stressate, vengono attivati meccanismi per proteggere gli elementi cellulari più importanti. In tale occasione una proteina denominata Parkin corre per proteggere i mitocondri, ovvero le centrali elettriche che generano energia per ogni cellula. Ed è proprio la Parkin che pare giocare un ruolo fondamentale nella comparsa di numerose malattie, tra cui diabete, cancro e Parkinson. «I nostri risultati rappresentano il primo passo nella risposta all’allarme di Parkin. Tutti gli altri eventi biochimici noti si verificano entro un’ora; ora abbiamo trovato qualcosa che accade entro cinque minuti. Decodificare questo importante passo nel modo in cui le cellule smaltiscono i mitocondri difettosi ha implicazioni per una serie di malattie», spiega il professor Reuben Shaw, direttore del Salk Cancer Center designato dall’NCI e autore senior dello studio appena pubblicato su Science Advances.

Parkin e stress cellulare

Come accennato, la proteina Parkin ha il preciso compito di eliminare i mitocondri che sono stati danneggiati dallo stress cellulare in modo che i nuovi possano prendere il loro posto. Questo processo prende il nome di mitofagia. Nei pazienti affetti da malattia di Parkinson, tuttavia, si può notare come Parkin sia mutata in modo tale da non riuscire a eliminare i mitocondri danneggiati. Da tempo gli scienziati sapevano che Parkin percepisce lo stress mitocondriale avviando il processo di mitofagia, nessuno però aveva compreso come la proteina percepisse i problemi con i mitocondri. Il laboratorio di Shaw, noto per il suo lavoro nel campo del metabolismo e del cancro, ha condotto anni e anni di ricerca per comprendere il funzionamento di pulizia cellulare o autofagia. Dieci anni fa, aveva scoperto che un enzima chiamato AMPK, era altamente sensibile allo stress cellulare di molti tipi, compreso il danno mitocondriale, controllando l’autofagia per mezzo di un enzima chiamato ULK1. Grazie a questa scoperta il professor Shaw, insieme a una studentessa di nome Portia Lombardo, ha iniziato a cercare tutte le proteine correlate all’autofagia e ULK1. Dai risultati è emerso che Parkin è in cima alla lista. I percorsi biochimici sono solitamente molto contorti, coinvolgono fino a 50 elementi, ognuno dei quali attiva il successivo. Scoprire che un processo importante come la mitofagia è iniziato solo da tre elementi – prima AMPK, poi ULK1, poi Parkin – è stato così sorprendente che Shaw quasi non riusciva a crederci.

Stress cellulare, diabete, cancro e Parkinson

L’AMPK, il sensore centrale del metabolismo cellulare, viene attivato da una proteina oncosoppressore chiamata LKB1, coinvolta in una serie di tumori. Ma è anche attivata da un farmaco per il diabete di tipo 2 chiamato metformina. Nel frattempo, numerosi studi dimostrano che i pazienti diabetici che assumono metformina presentano rischi inferiori sia di cancro che di comorbidità dell’invecchiamento. Infatti, la metformina è attualmente perseguita come una delle prime terapie “anti-invecchiamento” in assoluto negli studi clinici. «La cosa più importante per me è che il metabolismo e i cambiamenti nella salute dei tuoi mitocondri sono fondamentali per il cancro, sono fondamentali per il diabete e sono fondamentali per le malattie neurodegenerative. La nostra scoperta afferma che un farmaco per il diabete che attiva l’AMPK, che abbiamo precedentemente dimostrato può sopprimere il cancro, può anche aiutare a ripristinare la funzione nei pazienti con malattie neurodegenerative. Questo perché i meccanismi generali che sono alla base della salute delle cellule nel nostro corpo sono molto più integrati di quanto chiunque avrebbe mai potuto immaginare», conclude Shaw.

Fonti scientifiche

Parkinson’s, cancer, type 2 diabetes share a key element that drives disease. Enzyme with central role in cancer and type 2 diabetes also activates “clean-up” protein in Parkinson’s – SALK INSTITUTE

Chien-Min Hung, Portia S. Lombardo, Nazma Malik, Sonja N. Brun, Kristina Hellberg, Jeanine L. Van Nostrand, Daniel Garcia, Joshua Baumgart, Ken Diffenderfer, John M. Asara, Reuben J. Shaw. AMPK/ULK1-mediated phosphorylation of Parkin ACT domain mediates an early step in mitophagy. Science Advances, 2021; 7 (15): eabg4544 DOI: 10.1126/sciadv.abg4544