L’Europa premia la ricerca di Human Technopole sulla tiroide

Un progetto di ricerca incentrato sullo studio del funzionamento della tiroide, proposto dalla dott.ssa Francesca Coscia dello Human Technopole, è stato premiato con lo ERC Starting Grant, uno dei piu’ importanti fondi di ricerca europei che supportano giovani scienziati all’ inizio della loro carriera scientifica indipendente.

Francesca, group leader presso il Centro di Biologia Strutturale di Human Technopole, ha ideato e sarà responsabile di questo progetto di ricerca finanziato dallo ERC con circa 1,5 milioni di euro. Obiettivo del progetto, chiamato “Thyromol”, è investigare come i meccanismi molecolari di produzione, rilascio e stoccaggio degli ormoni della tiroide siano regolati reciprocamente per fornirne i giusti livelli di ormoni tiroidei all’organismo.

Gli ormoni tiroidei, a base di iodio, sono fondamentali per l’omeosotasi e lo sviluppo dell’organismo umano e di altri mammiferi e vertebrati. La disregolazione dei livelli di questi ormoni impatta gravemente la salute dell’ uomo. Secondo dati dell’Istituto Superiore di Sanità, un neonato su 3.000 nasce con una forma di malattia tiroidea. In età adulta, queste patologie colpiscono più frequentemente le donne che gli uomini, con le prime che hanno il 20 per cento di possibilità di sviluppare problemi alla tiroide nel corso della vita.

Dichiara Francesca Coscia, Group Leader presso il Centro di Biologia Strutturale di Human Technopole “Conoscere i meccanismi molecolari che regolano la produzione di ormoni della tiroide può avere importanti ricadute nel trattamento delle patologie legate a un loro squilibrio. Grazie alla ricerca e pratica clinica oggi è possibile regolare parzialmente il funzionamento di questa ghiandola, per esempio controllando l’assunzione di iodio con la dieta. Tuttavia, in alcuni casi, a una maggiore assunzione di iodio non corrisponde un aumento della produzione di ormoni tiroidei. La nostra ricerca ha lo scopo di rivelare ciò che accade nella tiroide a livello molecolare, ponendo solide basi per strategie alternative e più mirate per il controllo della sintesi degli ormoni tiroidei”.

Il Direttore di Human Technopole Iain Mattaj sottolinea: “Il grant dello ERC è un importante riconoscimento per tutto il progetto di Human Technopole. L’obiettivo di studiare la complessità della sintesi dell’ormone tiroideo ad alta risoluzione in un ambiente nativo è possibile grazie all’investimento dell’Istituto su tecnologie e strumenti di frontiera, come la crio-microscopia elettronica e piattaforme per la generazione di organoidi, che insieme forniscono ad HT un’attrezzatura unica nel suo genere per questo e altri progetti. Questo grant segna l’inizio del 2022, che sarà un anno caratterizzato da una ulteriore crescita di HT e dall’arrivo di numerosi ricercatori di alto livello. Ad oggi, nel settore scientifico dell’Istituto lavorano 100 professionisti, di cui il 70% proviene dall’estero”.

Il progetto Thyromol poggia le sue basi sul precedente lavoro di Francesca Coscia, realizzato presso il Laboratory of Molecular Biology di Cambridge (GB) e pubblicato sulla prestigiosa rivista internazionale Nature nel 2020. Questa ricerca ha consentito per la prima volta di visualizzare la struttura 3D della tireoglobulina, una proteina di grandi dimensioni presente all’interno della tiroide ed essenziale per la biosintesi degli ormoni tiroidei. Inoltre, questo studio ha dimostrato che per ogni tireoglobulina la tiroide produce sette molecole di ormone. Ciò rappresenta un passo in avanti molto importante nella nostra conoscenza dei meccanismi molecolari che regolano la funzione di questa ghiandola e le sue patologie.

Allo Human Technopole, il progetto “Thyromol” punta ad approfondire queste nozioni utilizzando alcune delle tecnologie scientifiche e mezzi più avanzati come la crio-microscopia elettronica, che consente lo studio della struttura tridimensionale delle molecole a livello atomico, e una unità per la produzione di organoidi, cioè versioni semplificate e miniaturizzate di un organo che ne rivelano le caratteristiche funzionali.

Il funzionamento della tiroide

Tiroxina (T4) e triiodotironina (T3) sono i due principali ormoni prodotti dalla tiroide. L’attività della tiroide è regolata da una zona del cervello denominata ipotalamo, attraverso l’ormone di rilascio della tireotropina (Thyrotropin Releasing Hormone – TRH), che a sua volta stimola la ghiandola ipofisi a produrre la tireotropina (Thyroid-stimulating hormone – TSH). Il TSH indica alla tiroide di produrre T4 e T3.

Lo iodio è il componente fondamentale di tutti gli ormoni tiroidei, è assunto dall’organismo attraverso gli alimenti e l’acqua, viene assorbito dall’intestino e successivamente trasportato agli organi e ai tessuti dal sangue. Circa il 30% di tutto lo iodio è utilizzato dalla tiroide per produrre gli ormoni tiroidei. Questo elemento non solo deriva dalla dieta ma è anche recuperato dagli ormoni tiroidei che vengono riciclati. Le cellule della tiroide prelevano lo iodio dal sangue e lo riversano nella ghiandola in piccole cavità costituite dalle cellule tiroidee stesse, dette follicoli.

La tireoglobulina e’ una proteina di grandi dimensioni che si trova nei follicoli della tiroide e che combinandosi con lo iodio produce gli ormoni tiroidei T4 e T3. Questi ormoni sono immagazzinati nei follicoli e rilasciati nel sangue a seconda delle necessità metaboliche.

Gli ormoni della tiroide sono molto importanti per l’organismo, a iniziare dai primi di anni di vita in cui influenzano anche lo sviluppo del sistema nervoso centrale. Tra le loro principali funzioni, T4 e T3 regolano il metabolismo della cellula, cioè il processo che fornisce energia all’organismo per le sue funzioni. Gli ormoni tiroidei aumentano le attività metaboliche di base e quindi influenzano il consumo di energia anche a riposo con effetti sul peso corporeo, il flusso di sangue nei tessuti e il battito cardiaco. Inoltre, questi ormoni regolano l’apparato gastrointestinale controllando la contrazione delle pareti dell’intestino che fa progredire gli alimenti al suo interno, lo sviluppo e la funzione del sistema nervoso centrale e la contrazione muscolare.