Un nuovo approccio per identificare le sostanze chimiche dannose per l’essere umano
Quale effetto hanno su di noi le sostanze chimiche presenti nell’aria, nell’acqua, nel cibo e nei prodotti di consumo? È un fatto che l’esposizione a migliaia di sostanze chimiche (e alle loro miscele) impiegate nei settori dei beni di consumo, dell’agricoltura, dell’edilizia, della manifattura e dei servizi possono influenzare negativamente la salute delle persone. Negli ultimi decenni, i tossicologi stanno tentando di chiarire gli effetti dell’esposizione a diverse combinazioni di sostanze chimiche, indagando l’interazione molecolare tra queste e le proteine alla base delle funzioni cellulari. Un gruppo di ricerca sostenuto dal progetto GOLIATH, finanziato dall’UE, ha ora sviluppato un metodo per identificare le proteine del corpo che interagiscono con le sostanze chimiche a cui siamo esposti. I risultati della loro ricerca sono stati pubblicati sulla rivista «Journal of Proteomics». «I livelli di agenti inquinanti aumentano sempre di più ed è estremamente difficile testare gli effetti di tutte le sostanze chimiche. È particolarmente complesso testare le miscele di sostanze», osserva l’autrice principale e dottoranda Veronica Lizano-Fallas, dell’Università Linköping, in Svezia, partner del progetto GOLIATH, in un articolo pubblicato sul sito web dell’ateneo. «Ritengo che il nostro approccio possa condurre a un uso più efficiente del tempo e del denaro rispetto ai metodi tradizionali, che valutano gli effetti su un meccanismo biologico alla volta.»
Identificare le proteine bersaglio
Questo nuovo approccio è un metodo basato sulla proteomica, noto come alterazione della solubilità integrale del proteoma o PISA (Proteome Integral Solubility Alteration). I ricercatori si sono avvalsi di tale metodo per individuare le proteine solubili in un organismo che interagisce con le sostanze chimiche a cui è esposto. Per farlo, è stato estratto un proteoma (ovvero l’insieme di tutte le proteine che sono espresse o possono essere espresse da una cellula, un tessuto o un organismo) proveniente da embrioni di pesce zebra; in seguito, è stata svolta un’analisi delle proteine bersaglio individuate. Sono stati impiegati quattro scenari per valutare l’utilità del metodo: le sostanze chimiche singole, le miscele, le sostanze chimiche nuove individuate tramite analisi biologiche marine e i nuovi farmaci. Studiando il proteoma completo degli embrioni di pesce zebra in questi quattro scenari, i ricercatori sono riusciti a trovare ulteriori interazioni potenziali tra le sostanze chimiche e le proteine. Il metodo PISA può essere impiegato per rilevare in fase precoce gli effetti biologici negativi delle sostanze. «Le sostanze chimiche interagiscono con le proteine in maniera abbastanza promiscua e spesso notiamo che le sostanze da noi testate influenzano varie proteine. Rileviamo che le funzioni delle proteine sono influenzate dalle loro interazioni con le sostanze chimiche. Ciò è coerente con gli effetti causati nella cellula dagli inquinanti e dalle sostanze dannose», osserva nel medesimo articolo l’autrice senior dello studio, la prof.ssa Susana Cristobal dell’Università Linköping. Gli autori credono che il test PISA possa colmare il divario tra le interazioni molecolari e i percorsi di tossicità. Il progetto GOLIATH (Beating Goliath: Generation Of NoveL, Integrated and Internationally Harmonised Approaches for Testing Metabolism Disrupting Compounds), della durata di 5 anni, terminerà a dicembre 2023. Oltre che da GOLIATH, la ricerca ha ricevuto sostegno finanziario anche da CYANOBESITY, dello schema ERA-NET per la biotecnologia marina, un altro progetto finanziato dall’UE. Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto GOLIATH
Parole chiave
GOLIATH, sostanza chimica, proteina, proteoma, alterazione della solubilità integrale del proteoma, PISA
