L’enzima glutammato decarbossilasi , chiamata GAD65, è una proteina coinvolta nella produzione dei neurotrasmettitori, le molecole chimiche che trasmettono le informazioni all’interno del cervello. Questa proteina è presente anche nel pancreas, ed in grado di stimolare il sistema immunitario a produrre anticorpi che si legano ad essa e la neutralizzano. Questa risposta autoimmune è stata osservata nei pazienti con diabete di tipo 1, ma la ricerca ad oggi non è ancora riuscita a far luce sui meccanismi con cui GAD65 si “appiccichi” agli anticorpi.
Un gruppo di ricercatori guidato da Itamar Kass e Ashley M.Buckle dell’Università di Monash, in Australia, è ricorso alle tecnologie più innovative nel campo della Fisica per caratterizzare la struttura di GAD65. Lo studio, pubblicato su PNAS, è durato 7 anni e ha utilizzato una combinazione di metodi sperimentali e computazionali per ricostruire la struttura di GAD65 nel suo stato inattivo (off) e come gli anticorpi umani interagiscono con entrambe le forme attiva e inattiva. Per accelerare i tempi della ricerca, sono stati utilizzati il Sincrotrone australiano e il super computer del Victorian Life Sciences Computation Initiative (VLSCI), nato dalla collaborazione tra il governo di Victoria con l’Università e la IBM Research Collaboratory for Life Sciences di Melbourne.
“GAD65 ha rivelato una personalità imprevedibile come il famoso Dr.Jekyll e Mr.Hyde. Quando GAD65 è attiva e produce i neurotrasmettitori, è rigida e piuttosto immobile. Ironia della sorte, quando è inattiva, invece di riposare come ci si potrebbe aspettare, diventa mobile, danza e oscilla”, spiegano gli autori in base ai loro risultati. Secondo Buckle, questa doppia personalità potrebbe influenzare il riconoscimento di GAD65 da parte degli anticorpi, che la legano in caso di non riconoscimento.
“Le tecniche come la cristallografia a raggi X producono immagini sorprendentemente dettagliate di molecole di grandi dimensioni, ma questi sono spesso momenti congelato nel tempo. Allo scopo di ‘vedere’ le molecole in azione abbiamo bisogno di combinare altre tecniche, come la simulazione molecolare, per produrre un film. Le tecnologie del sincrotrone australiano e il VLSCI hanno giocato un ruolo importante in questo lavoro”.
L’enzima GAD65 è stato precedentemente utilizzato negli studi come vaccino per il diabete di tipo 1, con scarso successo. Scoprire la reale struttura di GAD65 riconosciuta dagli anticorpi, potrebbe aiutare al sviluppare vaccini più efficaci per indurre nel sistema immunitario una forma di tolleranza delle difese immunitarie a riconoscere e non attaccare la GAD65.
Alessandra Gilardini
Fonte: PNAS
