Una proteina chiamata “Mitch” potrebbe essere la chiave per una nuova generazione di trattamenti contro l’obesità

Gli scienziati del Weizmann Institute of Science hanno identificato una proteina chiamata MTCH2, soprannominata “Mitch”, che sembra svolgere un ruolo fondamentale nella gestione dell’energia e nell’immagazzinamento del grasso da parte delle cellule. In un recente studio pubblicato sull’EMBO Journal , il team ha scoperto che la disattivazione di questa proteina nelle cellule umane aumenta la velocità con cui grassi e carboidrati vengono bruciati, riducendo al contempo la formazione di nuove cellule adipose.

Questi risultati si basano su precedenti ricerche condotte sui topi, che avevano prodotto un esito sorprendente. Gli animali privi di Mitch nei muscoli risultavano più in forma, sviluppavano una maggiore resistenza ed erano notevolmente resistenti all’obesità.

Una scoperta sorprendente nei topi

Diversi anni fa, il professor Atan Gross e i suoi colleghi fecero un’osservazione inaspettata mentre studiavano Mitch. Quando i ricercatori sopprimevano la produzione della proteina nel tessuto muscolare dei topi, gli animali mostravano notevoli miglioramenti nella composizione corporea.

I topi non solo hanno evitato l’obesità, ma hanno anche sviluppato un maggior numero di fibre muscolari. Queste fibre consumano grandi quantità di ossigeno e sono associate a una maggiore resistenza e a prestazioni atletiche superiori. Gli animali hanno ottenuto risultati migliori durante i test di stress fisico e hanno mostrato anche una migliore funzionalità cardiaca.

La scoperta ha sollevato un interrogativo importante: come è possibile che la disattivazione di una singola proteina possa proteggere dall’obesità e al contempo migliorare la resistenza fisica?

Per rispondere a questa domanda, i ricercatori hanno rivolto la loro attenzione ai mitocondri, le minuscole strutture all’interno delle cellule spesso descritte come le loro centrali energetiche. I mitocondri generano l’energia di cui le cellule hanno bisogno per funzionare e svolgono un ruolo centrale nel metabolismo, l’insieme dei processi chimici che convertono il cibo in energia utilizzabile.

Come i mitocondri influenzano la combustione dei grassi

La forma e l’organizzazione dei mitocondri possono rivelare molto su come le cellule producono energia.

A volte i mitocondri si fondono formando grandi reti interconnesse che generano energia in modo efficiente. In altre situazioni, rimangono separati in unità individuali più piccole e meno efficienti. Quando la produzione di energia diventa meno efficiente, le cellule compensano consumando maggiori quantità di combustibile, tra cui grassi, carboidrati e proteine.

Nel corso di anni di ricerca, il team di Gross presso il Dipartimento di Immunologia e Biologia Rigenerativa del Weizmann Institute ha scoperto che Mitch contribuisce a controllare questo processo regolando la fusione mitocondriale. Questa scoperta ha offerto una possibile spiegazione per i risultati insoliti osservati nei topi.

Il passo successivo è stato quello di determinare se lo stesso meccanismo opera anche nelle cellule umane.

Cosa succede quando Mitch viene allontanato?

Il nuovo studio, condotto dalla dottoranda Sabita Chourasia, ha utilizzato tecniche di ingegneria genetica per eliminare la proteina Mitch dalle cellule umane.

I risultati furono eclatanti.

Senza Mitch, la normale rete mitocondriale si è disgregata in unità separate. La produzione di energia è diventata meno efficiente, lasciando le cellule in quello che i ricercatori descrivono come un costante stato di carenza energetica.

A prima vista, questo potrebbe sembrare dannoso. Tuttavia, quando l’obiettivo è aumentare il dispendio energetico e ridurre l’accumulo di grasso, questo tipo di inefficienza può effettivamente rivelarsi vantaggioso per l’organismo. Le cellule che faticano a produrre energia devono consumare più carburante per soddisfare il proprio fabbisogno.

“Dopo aver eliminato Mitch, abbiamo esaminato, ogni poche ore, l’effetto che ciò aveva su oltre 100 sostanze coinvolte nel metabolismo delle cellule umane”, spiega Chourasia. “Abbiamo osservato un aumento della respirazione cellulare, il processo attraverso il quale la cellula produce energia a partire da nutrienti, come carboidrati e grassi, utilizzando l’ossigeno. Questo spiega l’aumento della resistenza muscolare riscontrato in precedenti esperimenti sui topi.”

Le cellule umane iniziano a consumare più grassi

Poiché le cellule modificate richiedevano più energia, hanno aumentato il consumo delle fonti di combustibile disponibili.

I ricercatori hanno osservato una maggiore degradazione di grassi, carboidrati e amminoacidi. Hanno inoltre riscontrato un cambiamento significativo nel modo in cui le cellule generano energia.

Le cellule normali in genere si affidano maggiormente a carboidrati e proteine. Le cellule prive di Mitch, invece, dipendevano molto di più dai grassi come fonte primaria di energia.

“Abbiamo scoperto che l’eliminazione di Mitch ha portato a una drastica riduzione dei grassi nelle membrane”, spiega Gross. “Allo stesso tempo, abbiamo osservato un aumento delle sostanze grasse utilizzate per produrre energia e ci siamo resi conto che i grassi venivano scomposti dalla membrana per essere utilizzati come combustibile. In altre parole, abbiamo dimostrato che Mitch determina il destino dei grassi nelle cellule umane.”

I risultati suggeriscono che Mitch agisce come un importante regolatore che contribuisce a decidere se il grasso viene immagazzinato o bruciato.

Bloccare la formazione di nuove cellule adipose

I ricercatori hanno scoperto un altro importante effetto derivante dall’allontanamento di Mitch.

Studi precedenti avevano dimostrato che le donne obese tendono ad avere livelli elevati di questa proteina. Tale osservazione ha spinto il team a indagare se Mitch potesse influenzare anche la creazione di nuove cellule adipose.

Le cellule adipose hanno origine da cellule precursori note come cellule progenitrici. Nelle giuste condizioni, queste cellule immature accumulano grasso e si sviluppano in cellule mature adipocitarie attraverso un processo chiamato differenziazione.

Quando i ricercatori hanno rimosso Mitch dalle cellule progenitrici, la trasformazione è diventata molto più difficile.

“Quando abbiamo eliminato Mitch dalle cellule progenitrici, abbiamo scoperto che l’ambiente creato in queste cellule non era favorevole alla sintesi di nuovi adipociti”, spiega Gross. “Ridurre la capacità di sintetizzare le membrane impedisce alle cellule di crescere, svilupparsi e raggiungere il punto in cui è possibile la differenziazione. Il processo di accumulo di grasso richiede una grande quantità di energia disponibile, ma nelle cellule senza Mitch, c’è una carenza di energia. Inoltre, l’espressione dei geni necessari per la differenziazione viene soppressa e si verifica una carenza delle sostanze vitali per questo processo. Di conseguenza, la differenziazione di nuove cellule adipose è ridotta, insieme all’accumulo di grasso.”

In altre parole, le cellule prive di Mitch non solo bruciavano più grassi, ma erano anche meno capaci di creare nuove cellule in grado di immagazzinarli.

Una potenziale nuova direzione per la ricerca sull’obesità

Sebbene la ricerca sia stata condotta su cellule e sia ancora lontana dal diventare una terapia, i risultati rivelano un importante percorso biologico che influenza sia il consumo di energia che l’accumulo di grasso.

Aumentando la combustione dei grassi e limitando al contempo la formazione di nuove cellule adipose, agire su Mitch potrebbe in futuro fornire ai ricercatori una nuova strategia per combattere l’obesità. La scoperta potrebbe anche contribuire ad affrontare una delle sfide più persistenti associate alle moderne terapie per la perdita di peso: preservare la massa muscolare sana riducendo al contempo il grasso corporeo in eccesso.

Lo studio ha coinvolto ricercatori del Weizmann Institute of Science, dell’Università della Pennsylvania e dell’Università del Texas a San Antonio.

Il professor Atan Gross è titolare della cattedra Marketa & Frederick Alexander. La sua ricerca è inoltre supportata da Amnon Shoham.