Lanosterolo e cataratta: biosintesi, funzioni

Il lanosterolo si presenta come una polvere bianca cristallina solubile in solventi organici come etanolo e dimetilformammide  e scarsamente solubile in acqua.
Si trova in natura negli:
Eleutherococcus sessiliflorus genere di 38 specie di arbusti spinosi e alberi della famiglia Araliaceae
Euphorbia mellifera pianta da fiore della famiglia delle Euphorbiaceae.

Il lanosterolo è un triterpenoide tetraciclico presente nel grasso della lana a 30 atomi di carbonio che ha formula C30H50O ed è un precursore degli steroidi e ha struttura:

 

struttura
struttura

ed è pertanto una molecola anfipatica

Biosintesi del lanosterolo

La biosintesi  avviene secondo una serie di reazioni che possono essere schematizzate nei seguenti steps principali:

  • dall’acetil-CoA, derivante dal metabolismo di carboidrati, proteine e lipidi si ottiene il 3-idrossi-3-metilglutaril-CoA grazie all’azione dell’enzima idrossimetilglutaril-CoA sintasi (HMG- CoA sintasi) appartenente alla classe delle transferasi, che catalizza la reazione:

acetil-CoA + H2O + acetoacetil-CoA ⇄ 3-idrossi-3-metilglutaril-CoA + CoA

  • il 3-idrossi-3-metilglutaril-CoA è quindi ridotto a mevalonato dalla idrossimetilglutaril-CoA reduttasi (HMG-CoA reduttasi)
  •  il mevalonato, grazie alla difosfomevalonato decarbossilasi si trasforma in isopentenil difosfato (IPP)
  •  l’isopentenil pirofosfato isomerizza in dimetilallil pirofosfato, che poi si condensa con una molecola di isopentenil pirofosfato per formare geranil pirofosfato
  •  il geranil pirofosfato condensa con una molecola di IPP per produrre farnesil pirofosfato (FPP)
  •  dimerizzazione di due molecole di FPP a squalene grazie alla squalene sintasi (SQS)
  •  ossidazione dello squalene in squalene 2,3 epossido per azione dell’enzima squalene monoossigenasi
  •  conversione dello squalene 2,3 epossido a lanosterolo per azione della lanosterolo sintasi (LSS) è un enzima appartenente alla classe delle isomerasi
Sintesi lanosterolo
Sintesi lanosterolo

Funzioni

Funge da precursore di steroli come l’ergosterolo nei lieviti e nei funghi e il colesterolo nei mammiferi . Nell’uomo, il colesterolo svolge un ruolo centrale nella fisiologia dei lipidi

Il colesterolo LDL, noto come colesterolo cattivo, se presente in eccesso si deposita infatti sulla parete delle arterie. Si ha una perdita di elasticità con formazione di una placca che via via si ingrossa e impedisce il passaggio del sangue.

Questo processo prende il nome di arteriosclerosi e finisce col provocare la sofferenza di organi di vitale importanza quali cuore, reni, cervello

Pertanto, la lanosterolo sintasi è un bersaglio ideale per lo sviluppo di farmaci clinici per controllare i livelli di colesterolo

Lanosterolo e cataratta

In uno studio pubblicato nel luglio 2015 il lanosterolo avrebbe potuto curare la cataratta, opacizzazione del cristallino, la lente indispensabile per mettere a fuoco le
immagini sulla retina che si trova dietro alla parte colorata dell’occhio, l’iride. Il dottor Kang Zhang, professore di oftalmologia e primario di genetica oftalmica presso l’UC di San Diego ha condotto queste ricerche

cataratta
cataratta

Ad oggi l’unico trattamento disponibile è l’intervento chirurgico che consiste nell’asportazione della parte opacizzata del cristallino e nellimpianto di una lente sostitutiva di cristallino artificiale.

Studi successivi hanno messo in discussione il fatto che la cataratta possa essere curata solo attraverso un intervento chirurgico.

Secondo questi studi gli ossisteroli come il lanosterolo avrebbero potuto ripristinare la vista legandosi alla proteina chaperone cristallina α dissolvendo o disaggregando le opacità lenticolari.

La promettente possibilità di una rimozione della cataratta senza intervento chirurgico ha avuto una risonanza mondiale e incoraggiato gli scienziati a concentrarsi sullo sviluppo di farmaci in grado di eliminare la cataratta. Pertanto sono state messe in commercio  gocce oculari al lanosterolo

Tuttavia si è dimostrato che non vi è alcuna apparente interazione tra il lanosterolo e le proteine ​​del cristallino aggregate e aumentare i livelli di proteine ​​solubili diminuendo i livelli di proteine ​​insolubili. Pertanto le gocce oculari non sono un trattamento praticabile per la cataratta ma le ricerche sono in corso ed è auspicabile che i colliri possano essere un trattamento per la cataratta in  prossimo futuro.

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