Dai canali ionici alle cardiopatie
I canali ionici regolati dal voltaggio, espressi ovunque nei tessuti umani, hanno funzioni fisiologiche diversificate. Generano e modulano l’attività elettrica nelle cellule eccitabili, come i neuroni e i miociti, accanto al rilascio dei neurotrasmettitori e degli ormoni. Le mutazioni nei canali ionici determina diverse patologie. La caratterizzazione strutturale e funzionale dei canali ionici rende possibile lo sviluppo di nuove terapie pertinenti. Il progetto MECAVDEP (“Molecular mechanisms of ion channels voltage-dependency”), finanziato dall’UE, si è occupato dei canali dei muscoli del cuore e dello scheletro. La dipendenza dal voltaggio del canale del potassio del muscolo cardiaco Kv e del canale del sodio del muscolo dello scheletro Nav è stata sottoposta a uno studio a livello molecolare. La proteina del canale lega il ligando, che blocca il canale in una condizione di chiusura in modo dipendente dal voltaggio. Il team del progetto ha indagato sulle potenzialità terapeutiche dei peptidi inibitori e attivatori costruiti, in relazione a patologie dei muscoli del cuore e dello scheletro. I componenti del progetto hanno confermato che il modello molecolare sviluppato di dipendenza dal voltaggio si applica anche al canale batterico NavSp1. Tale canale dalla struttura nota può fungere da potente strumento per decifrare i dettagli molecolari della dipendenza dal voltaggio. La costruzione di un modello dinamico della regolazione del voltaggio del canale NavSp1 consentirà di capire meglio le interazioni con i peptidi inibitori e attivatori. Favorirà anche la formulazione di peptidi con maggiore potenza, quale nuovo avanzamento verso strumenti terapeutici. Gli effetti di 27 peptidi sulle caratteristiche biofisiche del canale Nav espresse nelle cellule ha rivelato la meccanica della loro interazione con la chiusura di regolazione. Riveste particolare importanza che un peptide attivante abbia corretto la mutazione responsabile della sindrome del QT lungo, in vitro, nelle cellule COS-7. Ora a disposizione dei ricercatori, i cardiomiociti derivati da cellule staminali pluripotenti indotte, ricavati da pazienti affetti da QT lungo, servono da modello fisiopatologico per studi ulteriori diretti a valutare la potenza dei peptidi.
Parole chiave
Canali ionici, patologie, meccanismi molecolari, dipendenza dal voltaggio, peptidi
