La mancanza di una singola proteina di solito considerato un run-of-the-mill enzima che aiuta a riciclare le molecole nelle cellule provoca una malattia incurabile e spesso fatale dei bambini, secondo S. Jude Children Research Hospital di investigatori.
I bambini con questa malattia, chiamata sialidosi, soffrono di milza ingrossata e spesso sviluppano problemi alla vista, perdita di coordinazione e sequestri, tra gli altri sintomi. I pazienti in genere muoiono entro i primi anni di vita.
San investigatori Jude ha dimostrato in esperimenti in provetta e modelli murini di sialidosi che la perdita della proteina NEU1 scatena una catastrofica caduta di biochimica domino che alla fine porta alla rottura della normale formazione di cellule del sangue mature. Un rapporto su questo lavoro appare nella dell'8 luglio 2008, numero della rivista Developmental Cell..
"La scoperta è importante perché spiega perché i pazienti con sialidosi hanno milza ingrossata e suggerisce che i nuovi farmaci o terapie geniche che l'obiettivo che il problema potrebbe essere una terapia efficace", ha detto Alessandra D'Azzo, Ph.D., membro del St . Jude Dipartimento di Biologia Cellulare e Genetica del tumore e autore senior della carta. "I risultati hanno anche spiegato come la perdita di NEU1 può causare trapianti di midollo osseo a fallire, e quindi suggerisce che tali errori possono essere corretti da bersaglio terapie".
I ricercatori hanno dimostrato che NEU1 controlla come sacchi di enzimi digestivi all'interno di globuli bianchi, neutrofili e macrofagi, scaricare il loro contenuto nell'ambiente midollo osseo in un processo altamente regolato conosciuto come esocitosi lisosomiale. Queste borse di enzimi, chiamati lisosomi, raramente scarica il loro contenuto al di fuori della cellula. Invece, usano i loro enzimi all'interno della cellula per digerire non più prodotti necessari in blocchi piccolo edificio che la cellula può riutilizzare o smaltire.
Il team di St. Jude ha scoperto che in assenza di NEU1, lisosomi globuli bianchi sono più inclini di lisosomi normale di attraccare e, infine, si fondono con la membrana cellulare e successivamente versare il loro enzimi attivi nell'ambiente midollo osseo. Questo comportamento aberrante ostacola la capacità delle cellule staminali ematopoietiche (HSC) per essere correttamente conservato all'interno della nicchia ossea. HSCs sono cellule immature che danno origine a tutti i tipi di cellule del sangue nel corpo. I ricercatori hanno dimostrato che gli enzimi rilasciati prematuramente digerire una proteina sulle cellule stromali del midollo osseo chiamato VCAM-1, una molecola che queste cellule utilizzano per tenere su CSE nel midollo osseo.
Privati del loro ambiente educativo normale, il CSE migrare dal midollo osseo e nella milza, affollano l'organo fino a quando diventa gravemente allargata. "Il nostro lavoro rappresenta un indizio inatteso e importante per una delle manifestazioni di primo piano clinico dei pazienti sialidosi", ha detto D'Azzo. "Siamo stati sorpresi di scoprire che un vecchio, enzima onnipresente nei lisosomi meglio conosciuto per digerire i prodotti di scarto cellulare gioca un ruolo così importante in un processo biologico di base che quando exacerbated contribuisca al risultato di una tale terribile malattia nei bambini."