Il segnale “calcio” nei mitocondri e le sue alterazioni in condizioni patologiche

I mitocondri sono piccole strutture intracellulari, derivate da batteri adattatisi a vivere all'interno delle nostre cellule in un regime di mutuo scambio: essi ottengono dalle cellule i nutrimenti necessari, ed ad esse forniscono la capacità di utilizzare l'ossigeno (ossia di "respirare"). Negli ultimi anni è stato dimostrato che alcune malattie neuromuscolari rare, ed una piccola quota di malattie più frequenti, come il diabete mellito, sono dovute a mutazioni del DNA dei mitocondri. In queste malattie genetiche molto resta da capire. Se infatti è noto, in molti casi, il difetto genetico, resta da chiarire come esso si traduca in deficit cellulari, e quindi meccanismi di malattia, diversi. I risultati da noi ottenuti nel precedente progetto Telethon hanno mostrato che, in alcune di queste malattie, il difetto genetico impedisce ai mitocondri di "sentire" le variazioni intracellulari di concentrazione dello ione calcio, la modalità più frequente con cui stimoli e segnali esterni sono trasmessi all'interno della cellula. Questa difettosa segnalazione può essere corretta, almeno in colture cellulari, con sostanze che agiscono specificamente sui sistemi di trasporto del calcio. Studi di biologia cellulare all'analisi delle malattie possono quindi fornire informazioni nuove su come le alterazioni molecolari si traducono in difetti e malattie complesse e suggerire nuove strade terapeutiche. Continueremo queste ricerche con tre obiettivi principali: 1. la comprensione fine dei meccanismi con cui il segnale Ca2+ viene trasmesso ai mitocondri e lì tradotto in attivazione del metabolismo. 2. Lo studio di altre patologie dovute a mutazioni del genoma mitocondriale, in modo da verificare se il deficit di segnalazione identificato è specifico della malattia MERRF o comune anche ad altre patologie. 3. La verifica del ruolo dei mitocondri nel controllo di un processo biologico di grande importanza medica, la morte cellulare programmata, o apoptosi.