Studiare il ruolo di proteine con un chiaro coinvolgimento nelle malattie degenerative dei tessuti nervosi, quali la tau, nonché il ruolo patologico di specifiche modificazioni chimiche a loro carico, quali l’ubiquitinazione. Sarà il compito del nuovo laboratorio di ricerca dedicato alla Proteomica della Fondazione G.B. Bietti di Roma che sarà dotato di un’apparecchiatura all’avanguardia per la spettrometria di massa.
Grazie al sostegno della Fondazione Roma, l’IRCCS Bietti è ora equipaggiato con uno strumento all’avanguardia per lo studio della proteomica, ovvero un Orbitrap Exploris 240. L’apparecchiatura ha in dotazione un ulteriore sistema di rilevazione delle molecole, che prende il nome di Field asymmetric waveform ion mobility spectrometry (FAIMS) e che rappresenta una tecnologia altamente innovativa sviluppata per migliorare la precisione delle osservazioni, nonché per agevolare lo studio della composizione ultramicroscopica e la conformazione tridimensionale delle particelle in analisi.
«La proteomica è una branca della ricerca che è focalizzata sull’identificare in maniera sistematica le proteine e la loro struttura più fine in relazione alla loro quantità, qualità e interazione con altre molecole» spiegano il dott. Francesco Oddone, responsabile dell’Unità di Ricerca Glaucoma presso l’IRCCS Fondazione Bietti e il dott. Diego Sbardella, biochimico e biologo responsabile delle ricerche di proteomica nel nuovo laboratorio. «La spettrometria di massa consente di identificare, con una sensibilità non paragonabile a qualsiasi altro approccio di laboratorio (parliamo di ordini del miliardesimo di grammo), l’insieme delle molecole presenti all’interno di un campione oggetto di analisi. Pertanto, un saggio di proteomica è in grado di fornire informazioni qualitative (la composizione del campione appunto) e, dietro adozione di alcuni opportuni accorgimenti tecnici, quantitative (per ogni molecola, quanta ne è effettivamente presente, in senso assoluto ed in relazione alle altre) sulla composizione del campione stesso».

Le proteine sono molecole importanti, i “mattoni” fondamentali della vita: la complessità chimica della loro composizione nonché la capacità di riarrangiare la struttura tridimensionale, in particolare in seguito a modificazioni chimiche della loro composizione (ad es. fosforilazione, ubiquitinazione) e di interagire con le altre molecole chimiche e biologiche (lipidi, carboidrati), adattandosi alle necessità della cellula, permettono loro di svolgere una quantità enorme di funzioni all’interno dell’organismo: dal movimento dei muscoli, alla trasmissione degli impulsi nervosi, all’ingresso dei segnali diretti al nucleo alla capacità di eliminare una minaccia biologica (virus, batteri). Non sorprende, quindi, che la mancanza di alcune proteine, o l’alterazione dei meccanismi che soprassiedono al mantenimento dell’equilibrio tra diversi tipi di proteine, possano essere causa di gravi disfunzioni e patologie.

«È il caso, per esempio, delle malattie neurodegenerative, delle quali il glaucoma fa parte. Il legame di queste malattie con proteine di interesse patologico, quale la proteina tau è sempre meglio compreso» spiegano il dott. Francesco Oddone e il dott. Diego Sbardella. «Sempre nel campo del glaucoma, importanti applicazioni della spettrometria di massa saranno rivolte allo studio delle alterazioni molecolari responsabili del danno del trabecolato sclero-corneale ovvero della via di deflusso dell’umore acqueo la cui alterazione è causa dell’aumento della pressione oculare che è alla base della maggior parte dei glaucomi».
Il glaucoma, com’è noto, è la seconda causa di cecità nel mondo; in Italia ne sono affette circa 1 milione di persone, ma si stima che solo il 50% ne sia a conoscenza: è una malattia che generalmente non dà sintomi tanto che viene definita “ladra silenziosa della vista”. Si tratta di una patologia cronica e progressiva che colpisce il nervo ottico e rientra nelle cosiddette “malattie neurodegenerative”, come il morbo di Parkinson e il morbo di Alzheimer. Con quest’ultime, il glaucoma presenta molti aspetti in comune: un decorso progressivo, colpisce popolazioni specifiche di neuroni e ha come esito il medesimo processo di apoptosi/morte cellulare degli stessi. La ricerca per contrastare questo gruppo di malattie si focalizza su molecole che possono prevenire la morte dei neuroni.
«L’impiego della proteomica potrà senz’altro contribuire a raggiungere questo obiettivo analizzando fluidi e campioni biologici. Il taglio della ricerca in un IRCCS deve essere infatti di natura traslazionale: l’orizzonte è applicare i risultati alla diagnostica o alle terapie delle malattie cronico degenerative dell’occhio quali glaucoma, degenerazione maculare senile, retinopatia diabetica, malattie rare e geneticamente determinate. La strategia scientifica che verrà sviluppata nel laboratorio di proteomica consentirà di ottenere informazioni su larga scala per tutte le patologie oculari che saranno oggetto di analisi» conclude l’esperto.