Ecco la proteina che blocca l’invecchiamento cellulare

Gli organelli cellulari – presenti all’interno delle singole cellule – sono determinanti per il corretto funzionamento delle più piccole unità viventi. Gli organelli hanno compiti specifici nelle cellule, fornendo ad esempio l’energia di cui hanno bisogno, come nel caso dei mitocondri, o mantenendole in ordine, come nel caso dei lisosomi, indispensabili per degradare le componenti cellulari danneggiate. I ricercatori stanno lavorando sulle modalità di regolazione di questi due organelli e su come può influenzare processi come l’invecchiamento cellulare e l’insorgenza di molte malattie. Un nuovo studio, condotto dai ricercatori giapponesi dell’Università di Osaka, ha identificato una proteina essenziale al mantenimento della loro salute, che agisce come guardiano dei mitocondri e dei lisosomi, svolgendo un ruolo significativo nella prevenzione della loro integrità. È l’enzima HKDC1, un’esochinasi recentemente scoperta, il cui gene è un bersaglio diretto di TFEB, una proteina coinvolta nella regolazione della funzione di entrambi gli organelli.

Confrontando tutti i geni attivi in particolari condizioni e usando il metodo dell’immunoprecipitazione della cromatina, i ricercatori di Osaka sono stati i primi a dimostrare che il gene che codifica per HKDC1 è un bersaglio diretto di TFEB e che, in condizioni di stress mitocondriale o lisosomiale, TFEB può sovraregolare l’espressione di HKDC1. Sia lo stress mitocondriale che quello lisosomiale stimolano la traslocazione nucleare di TFEB, seguita da un aumento dell’espressione di HKDC1. HKDC1 stabilizza PINK1 attraverso l’interazione con TOM70, facilitando così la mitofagia PINK1/Parkin-dipendente. Inoltre, HKDC1 e le proteine ​​VDAC con cui interagisce sono importanti per la riparazione dei lisosomi danneggiati e per il mantenimento del contatto mitocondri-lisosomi. HKDC1 previene la senescenza cellulare indotta dal danno al DNA mantenendo l’omeostasi mitocondriale e lisosomiale / Credit: Mengying Cui et al., PNAS 2024.
Questa scoperta, dettagliata in un articolo pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), segna un progresso significativo nella nostra comprensione dell’invecchiamento cellulare, poiché rivela il legame diretto tra TFEB e HKDC1 nel mantenimento della salute degli organelli.

La proteina HKDC1 è essenziale per un processo chiamato mitofagia, in cui questo enzima lavora insieme alle proteine PINK1 e Parkin per facilitare la rimozione controllata dei mitocondri danneggiati. Questa funzione è fondamentale per prevenire la cosiddetta senescenza cellulare, ovvero la formazione di cellule “zombie” che possono portare allo sviluppo di malattie come l’Alzheimer e il cancro. Oltre a ciò, i ricercatori hanno osservato che la proteina HKDC1 svolge un ruolo cruciale anche nella riparazione lisosomiale e che la riduzione dei livelli di HKDC1 nelle cellule va a interrompere la riparazione lisosomiale, evidenziando il suo indispensabile compito nel recupero dei lisosomi danneggiati. Questo doppio ruolo di HKDC1 contribuisce in modo significativo alla salute di mitocondri e lisosomi, aiutando a prevenire la senescenza cellulare mantenendo contemporaneamente la stabilità di questi due organelli. “Poiché la disfunzione di questi organelli è collegata all’invecchiamento e alle malattie legate all’età, questa scoperta apre nuove strade per approcci terapeutici a queste malattie” hanno evidenziato gli studiosi.