we.MitoBiotech è una start-up innovativa, spin-off dell’Università di Catania. Fondata da un gruppo di ricercatori e docenti dell’Università di Catania nel 2020, we.MitoBiotech opera nel settore delle biotecnologie mirate allo sviluppo e progettazione di peptidi innovativi indirizzati al mitocondrio a scopo farmacologico, nutraceutico e cosmetico. I mitocondri sono le centrali energetiche delle nostre cellule, fortemente colpiti in tutte le malattie neurodegenerative, quali Morbo di Alzheimer, Morbo di Parkinson, malattia di Huntington e Sclerosi Laterale Amiotrofica. Si tratta di malattie attualmente incurabili e ad alto impatto sociale. I nostri peptidi agiscono migliorando e/o ripristinando la funzionalità mitocondriale, aumentando la vitalità cellulare nei tessuti colpiti.
Il mitocondrio è la centrale energetica della cellula: esso produce la maggior parte delle molecole energetiche (ATP) di cui le nostre cellule hanno quotidianamente bisogno. Le molecole di ATP prodotte all’interno vengono scambiate continuamente con molecole “scariche” (ADP) attraverso proteine canale localizzate sulla membrana esterna, chiamate VDAC. I neuroni, in particolare, richiedono grandi quantità di energia per poter lavorare al meglio; pertanto, il contributo dei mitocondri in queste cellule è fondamentale. La disfunzione mitocondriale è un evento precoce nell’insorgenza delle malattie neurodegenerative. Proteine mal ripiegate o mutate si accumulano sulla superficie esterna dei mitocondri, impedendo i normali scambi di ATP/ADP attraverso il VDAC. I nostri peptidi sono piccole molecole sintetiche che imitano i domini delle proteine esistenti e per questo sono ben tollerati dalle cellule. I peptidi che sviluppiamo interagiscono con VDAC e interferiscono con l’accumulo di proteine mal ripiegate, ripristinando la vitalità delle cellule e la funzionalità mitocondriale.
Il peptide NHKI è una piccola molecola derivata dalla proteina Esochinasi 1 umana. Si tratta di una proteina naturalmente presente nelle nostre cellule, nonché uno tra i principali interattori fisiologici di VDAC. Esperimenti in linee cellulari modello di Sclerosi Laterale Amiotrofica hanno dimostrato che NHK1 interagisce con VDAC e contrasta l’accumulo di proteine mal ripiegate sulla superfice dei mitocondri. In questo modo, gli scambi di molecole energetiche ATP e ADP tra interno ed esterno del mitocondrio sono ripristinati. Il peptide NHK1 è protetto da brevetto italiano (No. 102016000026259) ed europeo (No. EP3430026) ed è attualmente in fase di sperimentazione preclinica.
we.MitoBiotech offre una vasta gamma di servizi ad aziende, gruppi di ricerca e università che desiderano testare l’effetto di molecole sulla funzionalità mitocondriale. Principalmente, we.MitoBiotech offre due tipi di servizi:
Analisi dell’interazione di molecole con VDAC. Essendo la principale “porta” per l’accesso al mitocondrio, VDAC è un importante target farmacologico. Attraverso la produzione in vitro e la ricostituzione della proteina in membrane artificiali, utilizzando la tecnologia del Planar Lipid Bilayer (PLB), valutiamo l’effetto di molecole sulla conduttanza, apertura/chiusura e voltaggio dipendenza dei canali VDAC.
Analisi della respirazione mitocondriale. Il consumo di ossigeno è un indicatore fondamentale dello stato di salute mitocondriale e cellulare. Mediante l’utilizzo della Respirometria in Alta Risoluzione valutiamo l’impatto di molecole su mitocondri purificati, linee cellulari e/o tessuti, analizzando il consumo di ossigeno nelle varie fasi della respirazione e il contributo dei singoli complessi enzimatici.
Magrì A, Belfiore R, Reina S, Tomasello MF, Di Rosa MC, Guarino F, Leggio L, De Pinto V, Messina A. Hexokinase I N-terminal based peptide prevents the VDAC1-SOD1 G93A interaction and reestablishes ALS cell viability. Scientific Reports, 2016, 6, 34802. Link
Magrì A, Messina A. Interactions of VDAC with proteins involved in neurodegenerative aggregation: an opportunity for advancement on therapeutic molecules. Current Medicinal Chemistry, 2017, 24 (40), 4470-4487. Link
Reina S, De Pinto V. Anti-Cancer Compounds Targeted to VDAC: Potential and Perspective. Current Medicinal Chemistry, 2017, 24 (40), 4447-4469. Link
Pittalà MGG, Reina S, Cubisino SAM, Cucina A, Formicola B, Cunsolo V, Foti S, Saletti R, Messina A. Post-Translational Modification Analysis of VDAC1 in ALS-SOD1 Model Cells Reveals Specific Asparagine and Glutamine Deamidation. Antioxidant, 2020, 9, 1218. link
Risiglione P, Leggio L, Cubisino SAM, Reina S, Paternò G, Marchetti B, Magrì A, Iraci N, Messina A. High-resolution respirometry reveals MPP+ mitochondrial toxicity mechanism in a cellular model of Parkinson’s Disease. International Journal of Molecular Sciences, 2020, 21(21), 7809. Link
Magrì A, Risiglione P, Caccamo A., Formicola B, Tomasello MF, Arrigoni C, Zimbone S, Guarino F, Re F, Messina A. Small hexokinase 1 peptide against toxic SOD1 G93A mitochondrial accumulation in ALS rescues the ATP-related respiration. Biomedicines, 2021, 8, 948. link
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