La cisteina proteasi è un enzima che scompone le catene di amminoacidi che compongono le proteine note come polipeptidi. Un inibitore della cisteina proteasi è una sostanza che prende di mira questo enzima. È stato dimostrato che gli agenti patogeni utilizzano le proteasi della cisteina nei loro meccanismi d’azione. Le prove indicano che le proteasi della cisteina svolgono un ruolo nella proliferazione del cancro, nell’osteoporosi, nel morbo di Alzheimer, nell’artrite e nelle infezioni microbiche. Bloccando questo enzima, un inibitore della cisteina proteasi potrebbe essere uno strumento importante nello sforzo di combattere queste condizioni.
La papaina, la catepsina, la caspasi e la calpaina sono le principali proteasi della cisteina presenti nelle piante e negli animali. Un inibitore della cisteina proteasi è una proteina che può aiutare a neutralizzare l’attività indesiderata della cisteina proteasi. Alcuni di questi inibitori bloccano i siti della proteasi per impedirne l’accesso e altri costringono l’enzima ad autodistruggersi.
Le cellule hanno diverse strategie per proteggersi dall’attività maligna della proteasi. Gli inibitori dell’apoptosi sono una famiglia di proteine che interferiscono con la morte cellulare programmata. Queste proteine agiscono come inibitori della cisteina proteasi legandosi alla caspasi e inibendone il funzionamento. Un certo numero di virus fa affidamento sull’attività della caspasi per prosperare.
Le proteine della cistatina sono composte da un gruppo eterogeneo di inibitori della cisteina proteasi che proteggono i tessuti dalla distruzione causata dalle proteasi patogene della cisteina. I ricercatori hanno isolato il primo inibitore della proteasi della cisteina di questo tipo da un uovo di gallina. È stato dimostrato che la cistatina inibisce le proteasi della cisteina papaina e catepsina.
Un’altra famiglia di proteine che agiscono come inibitori della cisteina proteasi sono le serpine. Questa classe di proteine impiega un meccanismo unico simile al suicidio per inibire la papaina e la catepsina. Le serpine riconoscono, quindi si legano alle proteasi della cisteina e modificano irreversibilmente la loro struttura. Questa mutazione impedisce alla proteasi di funzionare normalmente. Gli scienziati hanno identificato più di tre dozzine di proteine della serpina nel corpo umano.
Gli studi hanno indicato che gli inibitori della cisteina proteasi causano una significativa riduzione della proliferazione dei parassiti. I parassiti producono proteasi cisteina che sembrano svolgere un ruolo nel modulare l’invasione e la distruzione dei tessuti. La natura resistente di alcuni parassiti ha portato i ricercatori a esaminare un approccio diverso. Gli inibitori della cisteina proteasi potrebbero fornire un trattamento alternativo per le infezioni parassitarie resistenti ai farmaci.
I ricercatori hanno esplorato il potenziale uso degli inibitori della cisteina proteasi per combattere il morbo di Alzheimer. L’accumulo anomalo di peptidi beta-amiloidi nel cervello gioca un ruolo nella progressione di questa condizione. Negli studi sugli animali, gli inibitori della cisteina proteasi hanno ridotto i livelli cerebrali del peptide beta-amiloide fino al 70% bloccando la catepsina B. Questo effetto si traduce in un miglioramento dei deficit di memoria associati al morbo di Alzheimer.