I mitocondri sono piccoli organelli responsabili della respirazione interna della cellula. Questa respirazione avviene attraverso il meccanismo dell’ossido-riduzione, una reazione che prevede la combinazione dell’ossigeno con un elemento (o un composto) e comporta sempre la presenza di un elemento che perde elettroni (processo di ossidazione) e di un altro che li acquista (riduzione). Ossidazione e riduzione devono essere sempre in equilibrio; un eccesso di ossidazione e di composti ossidanti rispetto a quelli riducenti causa uno stress ossidativo che porta all’invecchiamento e a una maggior vulnerabilità delle cellule rispetto a vari fattori. ll glutatione è la principale sostanza con azione antiossidante presente normalmente nel fluido che riveste la superficie dei bronchi. Si sa che esso è fortemente carente nella fibrosi cistica (FC), sarebbe invece necessario allo scopo di neutralizzare l’eccesso di sostanze ossidanti prodotte dallo stato di infiammazione del polmone FC. Ma non sono ben conosciute le cause né di questa carenza, né dello squilibrio fra il glutatione nella sua forma ossidata e nella sua forma ridotta (glutatione ridotto, GSH). I ricercatori di questo progetto hanno studiato le cause di questo squilibrio. Hanno osservato che nelle cellule FC vi è un aumento di composti ossidanti (produzione di radicali liberi a contenuto d’ossigeno, ROS); inoltre hanno visto una diminuzione di attività dell’enzima glutatione-reduttasi (GR) e di qui un abbassamento del livello di glutatione ridotto (GSH). Secondo i risultati del progetto, la causa di queste anomalie risiede nella proteina CFTR difettosa, che probabilmente ridurrebbe la quota di GSH che si trova all’esterno della cellula ed è necessaria per la sintesi di GSH intracellulare. Queste conoscenze portano a ipotizzare che l’intervento con farmaci modulatori di CFTR difettosa potrebbe normalizzare l’attività mitocondriale e lo squilibrio ossido-riduttivo presente nelle cellule FC.
Researchers found that in CF cells NADPH oxidase (NOX)-dependent ROS production increased and GR activity decreased. Defective CFTR proved to cause both extracellular and intracellular GSH level decrease, probably by reducing the amount of extracellular GSH-derived cysteine required for cytosolic GSH synthesis. Moreover, the study provided evidence that defective CFTR and NOX/GR activity imbalance both contribute to NADPH and GSH level decrease and ROS overproduction in CF cells. These results contribute to understand the molecular mechanisms responsible for the interaction between CFTR, mitochondrial (patho)physiology and ROS, and give an advancement in searching what is/are the protein/s primarily responsible of the cell redox imbalance in CF.
