ERp29: La Proteina Sconosciuta che Frena le Piastrine e la Trombosi (Almeno nei Topi!)

Amici della scienza, preparatevi per un viaggio affascinante nel microscopico mondo delle nostre cellule, più precisamente delle piastrine e di una proteina un po’ misteriosa chiamata ERp29. So cosa state pensando: “Un’altra proteina? Ce ne sono già così tante!” E avete ragione, ma credetemi, questa merita la vostra attenzione, perché potrebbe riscrivere una parte di ciò che sappiamo sulla trombosi.

Per anni, noi ricercatori abbiamo studiato la famiglia delle proteine disolfuro isomerasi (PDI). Molte di queste, come PDI stessa, ERp57, ERp72, ERp46, ERp5 e TMX1, sono delle vere e proprie star nel regolare come funzionano le piastrine e come si formano i trombi. Immaginatele come degli operai specializzati che, grazie a un particolare “attrezzo” chimico chiamato motivo attivo CXYC, aiutano a gestire la rete di reazioni redox che controllano l’attivazione piastrinica. Ma c’era una domanda che ci frullava in testa: e le altre PDI, quelle senza questo famoso motivo CXYC, come la nostra ERp29? Che ruolo giocano, se ne giocano uno?

Un Attore Inaspettato sulla Scena: ERp29

ERp29 è una residente del reticolo endoplasmatico (ER), una sorta di fabbrica cellulare. Anche se fa parte della famiglia PDI e ha un dominio simile alla tioredossina, le manca il classico motivo CXYC e possiede un solo amminoacido cisteina, il che la rende, sulla carta, meno “attiva” nel senso tradizionale delle sue cugine. Qualcuno aveva già notato che ERp29 viene rilasciata dalle piastrine e si sposta sulla loro superficie quando queste si attivano. Un indizio interessante, no? Ma per capire davvero cosa facesse, dovevamo andare più a fondo, usando modelli animali geneticamente modificati.

E così, ci siamo messi al lavoro! Abbiamo scoperto che ERp29 è presente sia nelle piastrine che nelle cellule endoteliali (quelle che rivestono i nostri vasi sanguigni). Ma la vera sorpresa è arrivata quando abbiamo studiato topi privi di ERp29.

Cosa Succede Quando ERp29 Manca all’Appello? L’Esperimento sui Topi

Per capire il ruolo di ERp29, abbiamo creato dei topi speciali: alcuni completamente privi della proteina (knockout totale) e altri in cui ERp29 era assente solo nelle piastrine (knockout specifico per le piastrine, chiamati Pf4-Cre/ERp29fl/fl). Questo approccio ci permette di distinguere gli effetti specifici sulle piastrine da quelli sistemici.

I risultati sono stati, a dir poco, illuminanti. I topi Pf4-Cre/ERp29fl/fl, quelli senza ERp29 nelle piastrine, mostravano tempi di sanguinamento dalla coda più brevi. Questo significa che il loro sangue si coagulava più velocemente. Non solo: in due diversi modelli di trombosi arteriosa (uno indotto con cloruro ferrico e l’altro con un laser), l’accumulo di piastrine nei vasi danneggiati era significativamente maggiore in questi topi. Anche in un modello di trombosi venosa, la formazione di trombi era potenziata. Sembrava proprio che l’assenza di ERp29 desse una “marcia in più” alle piastrine!

Piastrine ‘Su di Giri’: Le Scoperte In Vitro

Per confermare queste osservazioni, abbiamo analizzato le piastrine dei topi privi di ERp29 in laboratorio (in vitro). Ebbene, queste piastrine erano decisamente più reattive:

• Aggregazione potenziata: Rispondevano in modo più vigoroso a vari stimolanti come trombina, convulxina, CRP (peptide correlato al collagene) e U46619 (un analogo del trombossano A2), aggregandosi più facilmente.
• Maggiore rilascio di ATP: La secrezione di ATP, un segnale importante nell’attivazione piastrinica, era aumentata.
• Adesione e spreading migliorati: Le piastrine aderivano e si “allargavano” (spreading) più efficacemente su superfici rivestite di fibrinogeno.
• Retrazione del coagulo accelerata: Il processo di retrazione del coagulo, fondamentale per la stabilità del trombo, era più rapido.
• Attivazione dell’integrina αIIbβ3 e legame al fibrinogeno: L’integrina αIIbβ3, una proteina chiave sulla superficie piastrinica per l’aggregazione, si attivava di più e legava più fibrinogeno.
• Espressione di P-selectina aumentata: Anche l’espressione di P-selectina, un marcatore di attivazione piastrinica e coinvolta nell’adesione, era maggiore.

Insomma, tutti gli indizi puntavano nella stessa direzione: ERp29 sembra agire come un freno, un regolatore negativo delle funzioni piastriniche. Quando manca, le piastrine diventano iperattive.

Un aspetto cruciale dell’attivazione piastrinica è la regolazione redox dei legami disolfuro dell’integrina αIIbβ3. Molte proteine della famiglia PDI con il motivo CXYC, come ERp57, ERp72, ERp46 e PDI stessa, promuovono l’aggregazione piastrinica riducendo questi legami disolfuro. Al contrario, TMX1 la inibisce ossidandoli. E la nostra ERp29? Cosa fa a questi legami?

Il Segreto è nei Legami: ERp29 e l’Integrina αIIbβ3

Abbiamo utilizzato una tecnica chiamata “MPB labeling” per misurare i gruppi tiolici liberi sull’integrina αIIbβ3. I tioli liberi aumentano quando i legami disolfuro vengono ridotti. Sorprendentemente, nelle piastrine attivate prive di ERp29, abbiamo trovato un contenuto maggiore di tioli liberi sull’integrina αIIbβ3 rispetto alle piastrine normali. Nelle piastrine a riposo, invece, non c’era differenza. Questo suggerisce che ERp29, in qualche modo, è associata all’ossidazione dei legami disolfuro funzionali delle subunità αIIb e/o β3 dell’integrina in risposta all’attivazione piastrinica. Se ERp29 promuove l’ossidazione, la sua assenza porta a una maggiore riduzione (più tioli liberi), e quindi a una maggiore attivazione dell’integrina e delle piastrine.

Questa è una scoperta notevole! ERp29 diventa così la prima isomerasi disolfuro senza il motivo CXYC a dimostrare di regolare negativamente la funzione piastrinica. È un po’ come scoprire che un’auto può frenare non solo con i freni tradizionali, ma anche con un sistema completamente diverso e inaspettato.

Certo, ci sono ancora aspetti da chiarire. ERp29 non ha un’attività redox classica. Come fa, allora, a influenzare lo stato dei legami disolfuro dell’integrina αIIbβ3? Una possibilità è che agisca come uno chaperone o una sorta di “scorta” per altre proteine, o che moduli l’attività di altri enzimi redox. Non abbiamo trovato differenze nel rapporto GSH/GSSG (un indicatore dello stato redox cellulare generale) tra piastrine normali e quelle prive di ERp29, il che rende il suo meccanismo d’azione ancora più intrigante.

Un Puzzle Complesso: Il Ruolo Unico di ERp29

Il fatto che le piastrine prive di ERp29 mostrino una risposta potenziata a una vasta gamma di stimolanti suggerisce che ERp29 agisca su una via comune dell’attivazione piastrinica, molto probabilmente regolando l’attivazione dell’integrina αIIbβ3. E non si ferma qui: ERp29 sembra coinvolta anche nella segnalazione “outside-in” mediata da questa integrina, come dimostrato dalla maggiore adesione, spreading e retrazione del coagulo.

È interessante notare che, mentre altre proteine PDI hanno effetti specifici sull’emostasi o sulla trombosi arteriosa o venosa, la carenza di ERp29 nei nostri topi ha portato a tempi di sanguinamento più brevi, un aumento della trombosi arteriosa (sia accumulo di piastrine che deposizione di fibrina) e un potenziamento della trombosi venosa. Questo profilo ampio suggerisce un ruolo inibitorio generalizzato di ERp29 derivata dalle piastrine. Come ERp29 regoli specificamente la coagulazione e la trombosi venosa è una domanda aperta che meriterà ulteriori indagini.

Precedenti studi avevano riportato che ERp29 viene rilasciata dalle piastrine e si ricolloca sulla superficie cellulare dopo l’attivazione, ma in piccole quantità. Sebbene ERp29 sia una proteina simile a PDI, la mancanza di un dominio tioredoxinico la rende probabilmente redox inattiva nel senso classico. Piuttosto, è nota per funzionare come chaperone, stabilizzando proteine clienti immature e facilitando il loro trasporto dal reticolo endoplasmatico al Golgi per la maturazione. Questo ruolo è stato osservato per proteine secretorie come la proinsulina e la tireoglobulina, e per proteine di membrana non secretorie in tessuti epiteliali. Questi risultati suggeriscono che ERp29 potrebbe partecipare ai processi di controllo qualità durante la biogenesi delle proteine di membrana nel reticolo endoplasmatico.

La nostra ricerca, quindi, aggiunge un nuovo, importante tassello al complesso puzzle della regolazione piastrinica. ERp29 emerge come un attore finora sottovalutato, un inibitore endogeno della funzione piastrinica e della trombosi, che opera attraverso un meccanismo indipendente dal classico motivo CXYC. Questo non solo amplia la nostra comprensione della rete redox che controlla la trombosi, ma potrebbe anche, in futuro, aprire la strada a nuove strategie terapeutiche per le malattie trombotiche.

Per ora, possiamo dire con una certa sicurezza che ERp29 è una proteina da tenere d’occhio. Chissà quali altri segreti nasconde!

Fonte: Springer