Massimiliano Ruscica, Dipartimento di Scienze Farmacologiche e Biomolecolari, Università degli Studi di Milano
La proproteina convertasi subtilisina/kexina di tipo 9 (PCSK9) rappresenta uno dei principali regolatori del metabolismo del colesterolo LDL. Infatti, l’attività meglio descritta e caratterizzata della proteina PCSK9 è il suo effetto post-trascrizionale sui recettori delle LDL, presenti sulla membrana cellulare. Il gene umano di PCSK9 codifica per una pr…oteina di 692 amino-acidi (preproPCSK9, di 72 kDa), la quale è composta progressivamente da un peptide segnale (aa 1-30), da un prodomino N-terminale (aa 31-152), da un domino catalitico serin-proteasico (aa 153-404), da una regione a cerniera (aa 405-454) e da un domino C-terminale ricco di cisteina e istidina (aa 455-692). A livello del reticolo endoplasmatico, PCSK9 subisce un taglio autocatalitico ai residui Gln152 e Ser153, fondamentale per il rilascio della forma matura di PCSK9 di 62 kDa (VFAQ152:SIP) La forma matura di PCSK9 subisce un taglio catalitico a livello del sito RFHR218:QA (R218 e Q219) che permette il distacco del pro-domino NH2-terminale e la formazione della forma di troncata di PCSK9 (55 kDa).
Come detto in precedenza, l’attività meglio descritta e caratterizzata della proteina PCSK9 è il suo effetto post-trascrizionale sui recettori delle LDL, presenti sulla membrana cellulare. Il legame al recettore delle LDL avviene nella regione “A” omologa al fattore di crescita epidermico (EGF-A), determinando due effetti: il primo, in cui PCSK9 agendo da trasportatore favorisce il passaggio del recettore delle LDL dal reticolo endoplasmatico alla membrana cellulare; il secondo, in cui PCSK9 determina invece la degradazione dello stesso recettore sulla superficie cellulare.
L’interesse per tale proteina è nato nel 2003, quando in due famiglie francesi con ipercolesterolemia autosomica dominante sono state identificate due mutazioni per il gene PCSK9. In particolare le mutazioni con un guadagno di funzione della proteina (Gain of Function – GOF) sono caratterizzate da un fenotipo con alti livelli circolanti di colesterolo LDL. Tale scoperta ha determinato un crescente interesse nei confronti di PCSK9, permettendo di individuare il ruolo chiave di questa proteina nel metabolismo del colesterolo.
Con il passare del tempo il deposito tende ad aumentare, sino a formare delle lesioni denominate “placche ateromasiche”. Tali lesioni evolvono e accrescendosi possono determinare l’ostruzione completa del vaso; più frequentemente possono andare incontro a rottura, dovuta alle caratteristiche cristalline del colesterolo, che determina la formazione di un trombo sulla placca rotta. Il trombo è composto da un aggregato di piastrine cementato da un coagulo di fibrina; serve normalmente a riparare una ferita, evitando perdite di sangue, ma se occupa l’intero lume di un’arteria ne causa la chiusura improvvisa. Il risultato finale è il ridotto rifornimento di ossigeno ai tessuti a causa del vaso ostruito, con conseguente insorgenza di dolore e danno al tessuto. Il persistere o l’aggravarsi dell’ostruzione può portare alla morte del tessuto (necrosi) in una zona più o meno estesa dell’organo irrorato dall’arteria in cui è avvenuta la rottura della placca e la formazione del trombo. Quando tale processo avviene a livello delle coronarie, una porzione della parete del cuore non riceve più sufficiente ossigeno e l’individuo va incontro a un infarto miocardico, più o meno grave a seconda dell’estensione della necrosi. Se avviene nel cervello, l’individuo va incontro a un attacco ischemico transitorio (TIA) o a un ictus.
Ma di cosa si tratta? Costituita da 431 aminoacidi e strutturalmente analoga alle angiopoietine, proteine chiave nelle regolazione dell’angiogenesi, ANGPTL-3 viene sintetizzata quasi esclusivamente dal fegato e sebbene la sua funzione non sia stata completamente chiarita, è stato dimostrato il suo coinvolgimento nella regolazione del metabolismo lipidico. In particolare, ANGPTL3 inibisce la lipasi lipoproteica (LpL) e quindi l’idrolisi dei trigliceridi trasportati dai chilomicroni e dalle VLDL (figura) [Tikka et al, 2016]; inattiva inoltre la lipasi endoteliale (HL), un enzima presente nel lume dei vasi che contribuisce al rimodellamento delle HDL, idrolizzandone i fosfolipidi [Shimamura et al, 2007]. Nel 2010 sono state identificate mutazioni genetiche che causano una perdita di funzione di ANGPTL3 e che sono responsabili di una condizione definita ipolipidemia familiare combinata, caratterizzata da bassi livelli plasmatici di LDL-C, HDL-C e trigliceridi [Musumuru et al, 2010]. Ma quel che risulta più interessante dal punto di vista clinico è che queste mutazioni genetiche si associano ad una riduzione del 34% del rischio cardiovascolare (figura), come emerso da un ampio studio di associazione genome-wide condotto su 21980 soggetti con malattia coronarica e 158200 controlli [Stitziel et al, 2017].
