Le microscopiche regole del cuore: nuovo meccanismo di apertura dei canali ionici
Un nuovo studio coordinato dal Dipartimento di Ingegneria meccanica e aerospaziale della Sapienza e dall’Università di Chicago rivela un nuovo meccanismo di apertura di alcuni canali ionici che regolano la contrazione cardiaca. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications, è stato realizzato nell’ambito del progetto ERC HyGate.
Gli organi vitali come i muscoli, il cuore e il cervello per funzionare hanno bisogno di proteine, i canali ionici, che regolano il passaggio di ioni come potassio o sodio attraverso la membrana delle cellule grazie a un meccanismo controllato di apertura e chiusura definito “gating”.
Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature Communications, coordinato dalla Sapienza e dall’Università di Chicago, ha esaminato il canale ionico Ether-à-go-go-Related Gene (hERG), un canale voltaggio-dipendente permeabile al potassio che regola la contrazione del cuore. Malfunzionamenti di questo canale sono associati alla Sindrome del QT Lungo di tipo 2 (LQTS2), una grave patologia cardiaca che può portare ad aritmia e persino alla morte improvvisa anche in persone molto giovani.
I ricercatori hanno rilevato la presenza di una catena inaspettata di contatti tra gli amminoacidi che collega il sensore del canale, sensibile alle variazioni di voltaggio, al poro che effettivamente ne determina l’apertura e la chiusura. Mutando gli amminoacidi più importanti di questa catena è stato possibile identificare, grazie ad una sinergia tra simulazioni molecolari e esperimenti di elettrofisiologia, un nuovo meccanismo di gating, di tipo non canonico.
“Tali risultati– spiega Alberto Giacomello del Dipartimento di Ingegneria meccanica e aerospaziale della Sapienza, coordinatore del lavoro – forniscono nuovi dettagli sul meccanismo di apertura e chiusura del canale hERG utili sia alla comprensione delle cause molecolari alla base della LQTS2 sia alla progettazione di terapie più specifiche per il trattamento della patologia.”
Riferimenti:
Noncanonical electromechanical coupling paths in cardiac hERG potassium channel – Carlos A. Z. Bassetto Jr, Flavio Costa, Carlo Guardiani, Francisco Bezanilla & Alberto Giacomello – Nat Commun 14, 1110 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-36730-7
Testo dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma