F508del, la mutazione più frequente tra i pazienti con fibrosi cistica, provoca un grave difetto di stabilità e maturazione della proteina CFTR. Tale difetto può essere corretto da farmaci, chiamati correttori, la cui efficacia può essere limitata da processi cellulari che provocano la degradazione precoce della proteina mutata. I ricercatori hanno ipotizzato che la proteina CFTR con F508del, nonostante il trattamento con correttori, sia in parte eliminata a causa di proteine intracellulari chiamate ubiquitina-ligasi (UBL). Le UBL agiscono da controllori: riconoscono la proteina CFTR con la mutazione F508del e attaccano a essa l’ubiquitina, una specie di etichetta molecolare che ne determina l’eliminazione. Esistono anche proteine con azione contraria: si chiamano deubiquitinasi (DUB) che rimuovono l’ubiquitina salvando le proteine dalla degradazione.
Il progetto ha permesso di identificare un piccolo gruppo di DUB e di UBL (USP13, USP15, UCHL1, BAP1, USP39, OTUD7B, HUWE1) che, se opportunamente modulate mediante silenziamento genico (che ne riduce o azzera la produzione), sono in grado di cambiare la funzione della proteina CFTR mutata. Sono stati anche condotti esperimenti in cui le cellule sono state trattate con combinazioni di correttori con meccanismo d’azione complementare. I risultati indicano un recupero della funzione di CFTR. I dati raccolti sembrano promettenti per lo sviluppo di strategie che migliorino l’efficacia di trattamenti farmacologici per la proteina con F508del e altre mutazioni simili. L’ipotesi è quella di sviluppare farmaci mirati che, promuovendo l’attività di DUB e/o inibendo l’attività di UBL, abbiano l’effetto desiderato di proteggere la CFTR mutata dalla degradazione, favorendo l’azione dei correttori.
F508del, the most frequent mutation in cystic fibrosis (CF), impairs the folding and stability of the CFTR chloride channel. This defect can be targeted with drugs named correctors. However, efficacy of correctors can be limited by cell processes that provoke the premature degradation of CFTR. This process involves the activity of ubiquitin ligases (UBLs), which are proteins that mark other proteins for degradation by attaching a tag named ubiquitin. There are also proteins named deubiquitinases (DUBs) that have the opposite function, protecting other proteins from degradation. Using gene silencing by siRNA transfection, the researchers have identified a panel of DUBs (USP13, USP15, UCHL1, BAP1, USP39, OTUD7B) and UBLs (HUWE1) that influence F508del-CFTR rescue by correctors. Experiments involving treatment of cells with compounds endowed with a complementary mechanism of action were also carried out. The results of this project demonstrate a protective effect of such treatments with improved rescue of CFTR function. Such findings could lead to the design of novel pharmacological treatments to maximize the correction of F508del and other CF mutations. Such treatments could involve activators of DUBs or inhibitors of UBLs to protect CFTR from degradation, thus enhancing the efficacy of correctors.
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