Un team guidato da Vincent Pasque nel suo laboratorio presso KU Leuven, insieme a ricercatori del laboratorio Jean-Christophe Marine e del laboratorio Edith Heard, ha compiuto un passo significativo verso lo sviluppo di un trattamento per la sindrome di Rett e altri disturbi legati al cromosoma X.
In un articolo pubblicato su Genome Research, il team dimostra un metodo per la riattivazione del cromosoma X che ha implicazioni significative per lo sviluppo di interventi terapeutici per le malattie legate al malfunzionamento dei geni collegati al cromosoma X.
Il meccanismo che il team ha messo in luce riguarda i geni che possono essere riattivati dopo essere stati spenti durante lo sviluppo embrionale. Il lavoro potrebbe un giorno aiutare a trattare la sindrome di Rett, un disturbo neurologico debilitante che riduce la qualità della vita di una persona e riduce anche la sua aspettativa di vita e per la quale non esiste una cura nota.
La sindrome di Rett di solito non viene diagnosticata fino alla insorgenza delle caratteristiche difficoltà dell’infanzia. Le persone con sindrome di Rett in genere hanno difficoltà a svolgere funzioni motorie, difficoltà a camminare e spesso hanno disabilità intellettive, rallentamento della crescita del cervello e incapacità di parlare.
La sindrome colpisce le ragazze quasi esclusivamente a causa di come influenza il cromosoma X. Le femmine hanno due cromosomi X, ma in ogni cellula ne viene attivato solo uno. La decisione viene presa durante lo sviluppo embrionale: un cromosoma viene attivato e l’altro viene inattivato. Nelle persone con sindrome di Rett, una volta effettuata questa selezione, circa il 50% dei geni espressi è difettoso. Il motivo per cui gli uomini non soffrono della sindrome è perché hanno solo un cromosoma X.
Vedi anche, La riattivazione del cromosoma X potrebbe trattare la sindrome di Rett.
Il team di scienziati di Pasque ha scoperto che nelle persone con sindrome di Rett, le cellule che usano il gene difettoso hanno ancora copie sane, ma sono state appena spente. Il loro obiettivo era scoprire il meccanismo per riaccendere questi geni con successo, al fine di sviluppare trattamenti dalla comprensione di come raggiungere questo obiettivo. I disturbi causati da espressioni di geni difettosi potrebbero teoricamente essere contrastati riaccendendo i geni sani di “backup”.
Riattivazione del cromosoma X.
Il team ha deciso di acquisire prima una comprensione approfondita di come funziona la riattivazione del cromosoma X. Resta inteso che di solito la riattivazione del cromosoma X può avvenire solo in circostanze molto specifiche, e questo avviene durante le primissime fasi dello sviluppo embrionale. Invece di studiare gli embrioni, il team ha deciso di utilizzare una tecnica di riprogrammazione cellulare con cui ha riprogrammato le cellule prelevate da topi femmine adulte, in cellule che assomigliano a cellule staminali embrionali note come cellule staminali pluripotenti indotte o cellule iPS.
Una volta ottenute cellule iPS, il team ha osservato che entrambi i cromosomi X sono diventati attivi ancora una volta. Circa 200 diversi geni collegati all’X sono stati monitorati per tutta la durata dello studio e i risultati hanno rivelato che questa riattivazione è un processo graduale. I ricercatori hanno anche scoperto che la velocità di riattivazione era diversa a seconda del gene studiato. Per alcuni geni sono stati necessari significativi periodi di tempo per la riattivazione mentre altri si sono riattivati quasi istantaneamente. Il team ha teorizzato che questa differenza nella velocità di riattivazione è correlata alla posizione del gene sul cromosoma X, nonché al ruolo degli enzimi e delle proteine.
Future possibilità terapeutiche
Questa comprensione rivoluzionaria acquisita su come funziona la riattivazione del cromosoma X, ha un grande potenziale per lo sviluppo di terapie per i disturbi legati al cromosoma X. Non sarà uno scenario “taglia unica”, ogni terapia dovrà essere progettata in modo specifico per ogni disturbo. In termini dei prossimi passi per lo sviluppo di una cura per la Sindrome di Rett, il team ha dichiarato di dover capire in seguito come il meccanismo potrebbe funzionare per un singolo gene, sviluppare un metodo per farlo in sicurezza nei pazienti ed è anche essenziale sviluppare un metodo per colpire le cellule cerebrali giuste.
A questo punto, sono stati evidenziati tre fattori coinvolti nella riattivazione del cromosoma X e il team continuerà il proprio lavoro eseguendo esperimenti per comprendere il ruolo preciso.
