Altre nuove scoperte

Ipotiroidismo, ritardo mentale, paraplegia spastica e malattie mitocondriali: tutti importanti settori che progrediscono anche grazie alla ricerca finanziata da Telethon.

L'ipotiroidismo è genetico!

L'ipotiroidismo congenito è una patologia che colpisce uno su tre-quattromila neonati, producendo anomalie nella formazione della ghiandola tiroide.

Se non trattati entro tre-quattro settimane dalla nascita con ormone tiroideo, tali pazienti possono subire gravi alterazioni nello sviluppo somatico e del sistema nervoso. Una precoce identificazione della malattia permette invece di prevenirne i danni.

Nella rivista "Nature Genetics" sono stati pubblicati i risultati di un progetto di ricerca finanziato da Telethon che riguarda questa patologia: un gruppo di ricercatori della Stazione Zoologica "Anton Dohrn" di Napoli, coordinato da Roberto Di Lauro ha infatti identificato alcuni geni responsabili dello sviluppo della tiroide, investigando anche il ruolo di specifiche mutazioni di essi nell'ipotiroidismo congenito.

In particolare, un recente studio che ha visti coinvolti anche ricercatori tedeschi e austriaci ha identificato, in un ristretto numero di pazienti, una mutazione del gene PAX 8, il quale codifica per un fattore di trascrizione implicato nel differenziamento della tiroide.

Tale scoperta rappresenta una delle prime evidenze del carattere genetico di questa malattia, finora ritenuta sporadica, e permetterà ai portatori delle mutazioni in questione la consulenza genetica e un più tempestivo avvio del trattamento sostitutivo.

Particolarmente importante è anche il fatto di aver identificato nella tiroide un sistema modello che rivela i meccanismi genetici per il normale sviluppo embrionale, meccanismi che potrebbero essere coinvolti in altre patologie.

Ritardo mentale

Il ritardo mentale interessa il 3% della popolazione umana e presenta una forte componente genetica testimoniata da casi familiari in cui esso è ereditato come singolo problema o in associazione ad altre patologie.

Ne esistono forme legate al cromosoma X, che interessano specificamente i maschi, ma dei geni coinvolti in questo tipo di patologia (il numero esatto dei geni che incidono sullo sviluppo mentale infatti non è noto) moltissimi certo risiedono anche negli altri cromosomi.

Data l'estrema eterogeneità della malattia, sono pochissimi finora i geni correlati con i processi di apprendimento, tra cui ricordiamo quello responsabile della sindrome dell'X fragile, la forma più comune di ritardo mentale, identificato qualche anno fa.

Telethon ha contribuito agli ultimi progressi in questo campo finanziando ricerche che hanno portato - come recentemente pubblicato su "Nature Genetics" - all'identificazione di un gene, denominato GDI1, la cui mutazione è stata riscontrata in famiglie dove individui maschi hanno ereditato, in diverse generazioni, una forma grave di ritardo mentale. Protagonista della scoperta il gruppo di Daniela Toniolo (Istituto di genetica biochimica ed evoluzionistica del CNR di Pavia), in collaborazione con Flavia Valtorta (DIBIT - Ospedale San Raffaele) e con altri ricercatori europei e americani. Fondamentale anche il contributo del Laboratorio di genetica umana degli Ospedali Galliera di Genova, diretto da Franca Dagna Bricarelli.

Il gene codifica per una proteina coinvolta nel lavoro delle sinapsi, le zone di giunzione tra cellule nervose contenenti vescicole piene di neurotrasmettitori, molecole che permettono il trasferimento di segnali tra cellule. Si pensa che la mancanza di essa alteri la comunicazione tra neuroni in specifiche aree del cervello.

Paraplegia spastica

Come pubblicato in giugno dalla rivista "Cell", un gruppo di ricercatori del TIGEM (Istituto Telethon di genetica e medicina) di Milano, coordinato da Giorgio Casari e Andrea Ballabio, in collaborazione con studiosi di altri centri, tra cui Massimo Zeviani del "Besta" di Milano e Giuseppe De Michele e Sergio Cocozza dell'Università di Napoli, ha identificato il gene della paraplegia spastica.

Con il termine di paraplegia spastica si indica un gruppo di malattie genetiche che colpisce una persona su diecimila, che insorge intorno ai venticinque anni e che causa progressiva rigidità e debolezza agli arti inferiori fino alla loro completa paralisi intorno ai cinquant'anni di età. Molti pazienti presentano forme che comprendono anche ritardo mentale, atassia, retinite pigmentosa, atrofia ottica, sordità.

Partendo dall'individuazione di una famiglia molisana con cinque casi della patologia, si è proceduto ad un'analisi genetica che ha portato all'identificazione e clonazione del gene nel cromosoma 16. Studiandone la funzione, si è visto poi che esso dirige la sintesi di una proteina - simile ad altre studiate precedentemente in organismi diversi come il lievito - battezzata paraplegina e localizzata nei mitocondri, gli organelli presenti dentro ogni cellula e deputati alla produzione di energia. Questi ultimi infatti si presentano gravemente alterati, sia dal punto di vista morfologico che funzionale, nelle fibre muscolari dei pazienti con paraplegia spastica.

Tali acquisizioni dimostrano per la prima volta che la paraplegia spastica è una malattia dei mitocondri, e che anomalie a tali organelli possono causare malattie neurodegenerative (magari anche la sclerosi multipla o la stessa sclerosi laterale amiotrofica).

Dal punto di vista clinico, la scoperta permetterà la diagnosi molecolare (anche prenatale) e l'identificazione dei portatori sani, oltre che favorire le ricerche di un trattamento efficace dei sintomi, ad esempio con farmaci che migliorino la funzione dei mitocondri.

Novità sui mitocondri

I mitocondri sono particolari strutture delle cellule che permettono ad esse di "respirare", cioè di ricavare energia dagli alimenti digeriti mediante reazioni in cui è utilizzato l'ossigeno. Essi si sono evoluti da batteri che si sono adattati a vivere nella cellula e che, con un lungo processo, hanno progressivamente ceduto al nucleo di essa i geni delle loro proteine, divenendo così strutture intracellulari incapaci di vita indipendente. A testimonianza della loro origine, i mitocondri conservano un proprio DNA "autonomo", che regola la sintesi di proteine essenziali per la respirazione, trasmesso ai nuovi nati quasi esclusivamente dalla madre.

Si sa oggi che alterazioni nel DNA di questi organelli sono responsabili di un gruppo eterogeneo di gravi patologie note appunto come malattie mitocondriali, anche se non è ancora chiaro come tali mutazioni provochino i differenti quadri patologici.

In uno studio dell'Università di Padova, finanziato da Telethon e condotto da Rosario Rizzuto, Paolo Pinton e Tullio Pozzan, in collaborazione con ricercatori dell'Università del Massachusetts (Stati Uniti), si è ora riusciti a ottenere per la prima volta, grazie a tecnologie innovative di microscopia, un'immagine tridimensionale dei mitocondri in cellule viventi.

Le osservazioni hanno rivelato che, contrariamente a quanto si credeva, i mitocondri non sono strutture a forma di sigaro distinte e indipendenti, ma costituiscono in realtà un complesso reticolo interconnesso, in rapido e continuo movimento all'interno della cellule. Essi poi risultano a stretto contatto con il reticolo endoplasmatico, una struttura cellulare da cui captano ioni calcio, ricevendo il segnale di attivazione.

Tali acquisizioni, pubblicate da "Science", contribuiranno a meglio comprendere i processi legati ai mitocondri, in particolare i meccanismi delle malattie mitocondriali, e soprattutto aprono la prospettiva di poter sviluppare in futuro nuovi farmaci che possano influire positivamente in queste patologie, agendo sul trasporto del calcio.

Articolo tratto da DM 131 (agosto 1998) - DM è il periodico dell'Unione Italiana Lotta alla Distrofia Muscolare Direzione Nazionale. Ha sede in Via P.P. Vergerio 19 - 35126 Padova. Tel. (049) 8025248 - Fax (049) 8025249. E-mail redazionedm@eosservice.com