La vitamina B5 e il mistero del coenzima A: come arriva alle centrali energetiche delle cellule
La vitamina B5 è una di quelle sostanze che lavorano in silenzio, senza fare rumore, eppure senza di essa il metabolismo cellulare andrebbe letteralmente in tilt. Da questa vitamina il corpo produce una molecola chiamata coenzima A (CoA), fondamentale per mandare avanti le reazioni chimiche che tengono in vita le cellule. Gli scienziati sapevano già da tempo che circa il 95% del coenzima A si trova concentrato nei mitocondri, le strutture cellulari che funzionano come vere e proprie centrali energetiche. Il problema è che nessuno aveva capito come questa molecola riuscisse effettivamente ad arrivarci dentro. Fino ad ora.
Un gruppo di ricercatori della Yale School of Medicine, in uno studio pubblicato su Nature Metabolism, ha finalmente identificato il sistema di trasporto che permette al coenzima A di entrare nei mitocondri. Una scoperta che chiude un enigma biologico rimasto aperto per anni e che potrebbe aprire strade nuove nella comprensione di malattie legate a disfunzioni metaboliche e mitocondriali.
Perché studiare il coenzima A era così complicato
Il punto è che il coenzima A non se ne va in giro da solo dentro le cellule. Essendo un cofattore, si lega continuamente ad altre molecole, formando quelli che vengono chiamati coniugati del CoA. Ognuno di questi composti ha una struttura chimica diversa, e questo rende tutto molto più complicato da analizzare. Come ha spiegato Hongying Shen, professoressa associata di fisiologia cellulare e molecolare a Yale, avere una visione d’insieme del coenzima A è stato a lungo un rompicapo.
Per aggirare l’ostacolo, il laboratorio di Shen ha sviluppato un nuovo metodo basato sulla spettrometria di massa, una tecnologia capace di rilevare e misurare le molecole con altissima precisione. Grazie a questo approccio, il team ha individuato 33 tipi di coniugati del CoA nelle cellule intere e 23 specificamente all’interno dei mitocondri. Poi è arrivata la domanda chiave: quei coniugati trovati nei mitocondri venivano prodotti lì oppure trasportati dall’esterno?
La risposta è stata piuttosto netta. L’enzima necessario per produrre il coenzima A si trova principalmente fuori dai mitocondri. E quando i ricercatori hanno creato cellule prive dei trasportatori molecolari responsabili dello spostamento del CoA, la quantità della molecola all’interno dei mitocondri è crollata drasticamente. Prova schiacciante che il coenzima A viene importato dall’esterno, e che quei trasportatori sono essenziali.
Cosa cambia per la comprensione delle malattie
Questa scoperta non resta confinata al laboratorio. Mutazioni nei geni che producono i trasportatori del CoA sono già state collegate a una condizione chiamata encefalomiopatia, che può comportare ritardi nello sviluppo, epilessia e riduzione del tono muscolare. Altre mutazioni negli enzimi coinvolti nella produzione del coenzima A sono associate a malattie neurodegenerative.
Il team di Shen sta ora studiando come i livelli di coenzima A nei mitocondri vengano regolati in tipi cellulari specifici, come i neuroni. L’idea emergente, soprattutto nel campo dei disturbi cerebrali, è che un metabolismo mitocondriale fuori controllo possa contribuire a patologie come la neurodegenerazione e i disturbi psichiatrici. Capire esattamente dove e quando intervenire potrebbe fare la differenza nel modo in cui queste malattie vengono diagnosticate e, un giorno, trattate. Il legame tra vitamina B5, coenzima A e salute mitocondriale si rivela così molto più profondo e rilevante di quanto si sospettasse.
