Ruolo delle membrane artificiali e dinamiche mitocondriali

Membrane artificiali e trasporto farmaci

Le membrane artificiali hanno scopi terapeutici poiché hanno le stesse proprietà delle membrane cellulari, rendendole strumenti ideali per il trasporto controllato e mirato dei farmaci. Sono efficaci poiché sono strutture stabili e specifiche per trasportare i farmaci, ed hanno una tossicità quasi nulla. La loro struttura uguale a quella delle membrane biologiche, consente di trasportare farmaci idrofili posizionati nella fase centrale del liposoma o farmaci idrofobici incorporati tra le cute degli acidi grassi.

Qual è il ruolo dei liposomi nella barriera ematoencefalica?

L’aggiunta di specifiche molecole sulla superficie dei liposomi, consente loro di legarsi specificamente solo a determinate cellule che li riconoscono. La strategia del liposomi è utile anche a superare la barriera ematoencefalica, ovvero quella barriera di protezione che formano le pareti dei vasi sanguigni del cervello. Infatti, i farmaci normalmente non riuscirebbero a penetrare ma i liposomi mascherano il farmaco e riesce ad entrare.

Fibrosi cistica e liposomi

I liposomi sono una cura valida anche alla fibrosi cistica, la quale è caratterizzata da mutazioni del canale CFTR. Il malfunzionamento del canale causa la produzione di muco denso che ostruisce i dotti dell’apparato respiratorio. Coni i liposomi possiamo fornire alle cellule l’mRNA della proteina CFTR non mutato, oppure forniamo il farmaco che aumenta il trasporto della proteina CFTR sulla membrana.

Organelli e omeostasi cellulare

La cellula eucariotica contiene organelli delimitati da membrane. Questa separazione permette alla cellula di svolgere contemporaneamente reazioni chimiche incompatibili tra loro in ambienti con caratteristiche distinte (pH ed enzimi). Dimensioni, forma e composizione chimica di ogni organello sono proprietà regolate con precisione che determinano la funzione dell'organello stesso. Ciascun organello ha una propria omeostasi, cioè mantiene il suo equilibrio, altrimenti l'intera cellula entra in stress. Lo stato degli organelli è monitorata e regolata dalla cellula in modo molto sottile.

Mitocondri e origine endosimbiontica

I mitocondri sono organelli semiautonomi, in quanto hanno un proprio genoma, ma è limitato alla produzione di solo 13 proteine specifiche per il loro funzionamento. Questo fa pensare ad un’origine endosimbiontica dell’organello. La parte restante delle proteine utili ai mitocondri proviene dal genoma nucleare. Alcune di queste proteine viene prodotta nel citosol e poi viene traslocata nel mitocondrio grazie alla presenza di una sequenza segnale N-term, che verrà poi rimossa. Mutazioni di queste proteine causano malattie.

Omeostasi mitocondriale e apoptosi

L'omeostasi (il corretto equilibrio) dell'organello dipende da due fattori: 1. Massa Mitocondriale: cioè la quantità di mitocondri 2. Rete Mitocondriale Dinamica: cioè la capacità dei mitocondri di cambiare forma e connettersi tra loro. La corretta omeostasi consente la vitalità della cellula, ma allo stesso tempo anche la morte cellulare (apoptosi intrinseca). La rete mitocondriale è dinamica poiché i mitocondri formano un vero e proprio network attraverso la fusione e fissione. Il malfunzionamento di questo network si traduce in malattie, ad esempio nei fibroblasti trisomici il network mitocondriale appare molto frammentato. La cosa si traduce in minore produzione di ATP e quindi minore resistenza agli sforzi.