La riattivazione del cromosoma X potrebbe trattare la sindrome di Rett

La riattivazione del cromosoma X potrebbe trattare la sindrome di Rett.

Uno studio condotto da un gruppo di ricercatori del Massachusetts General Hospital (MGH) indica una potenziale strategia per il trattamento dei disturbi legati all’X – quelli causati da mutazioni nel cromosoma X – nelle femmine.

Lo studio, pubblicato online su PNAS Early Edition, descrive come un approccio a doppia modalità è stato in grado di riattivare il cromosoma X inattivo nelle linee di cellule murine, portando ad una maggiore espressione della versione sana della proteina sottostante la sindrome di Rett. Il lavoro ha anche suggerito che la riattivazione el cromosoma X nel cervello – il sito di diverse gravi malattie legate all’X – potesse essere portata a termine in modo sicuro nei topi vivi.

“La sindrome di Rett è un disturbo grave che colpisce le ragazze per il quale al momento non esiste un trattamento specifico”, dice l’autore principale Lieselot Carrette, ricercatore nel laboratorio dell’autore senior Jeannie T. Lee, del Dipartimento MGH di Biologia Molecolare. “Si prevede che il targeting della causa ultima della malattia avrà risultati migliori rispetto ai suoi numerosi effetti a valle”.

( Vedi anche:Sindrome di Rett e disturbi dello spettro autistico: scoperto nuovo bersaglio farmacologico).

Lee aggiunge: “L’approccio descritto nel nostro lavoro trae vantaggio dal fatto che ogni paziente porta una cura nelle proprie cellule, ma quella cura è bloccata da un processo permanente chiamato inattivazione del cromosoma X. Il nostro obiettivo è stato quello di sbloccare la X inattiva e ripristina l’espressione della copia del gene buono“.

Le femmine portano due copie del cromosoma X, ma all’interno di ciascuna cellula è attiva solo una copia, mentre l’altra viene messa a tacere da una molecola di RNA chiamata Xist. Quale copia rimane attiva nella cellula viene determinata casualmente durante lo sviluppo embrionale. Mentre alcuni disturbi legati all’X producono solo sintomi nei maschi che portano un singolo cromosoma X, le femmine possono essere colpite se una mutazione si trova in un gene dominante sul cromosoma X attivo.

La mutazione che porta alla sindrome di Rett colpisce il gene del cromosoma X per una proteina chiamata MECP2, che è essenziale per il normale sviluppo neuronale. Mentre i maschi che trasportano questa mutazione muoiono prima o subito dopo la nascita, le femmine appaiono normali per il primo anno di vita. Ma il loro sviluppo fisico e cognitivo rallenta e poi regredisce, portando a una costellazione di sintomi che Carrette descrive come “simili a una combinazione di autismo, paralisi cerebrale, morbo di Parkinson, epilessia e disturbo d’ansia”. Le donne con la sindrome di Rett possono sopravvivere fino ai 50 anni, ma necessitano di cure e assistenza ventiquattr’ore su ventiquattro. La condizione è seconda solo alla sindrome di Down come la causa più comune di grave disabilità intellettiva nelle donne.

La possibilità di riattivare il cromosoma X sano richiede il superamento di due sfide primarie: i molteplici processi coinvolti nel mantenere il cromosoma inattivo e il potenziale di effetti tossici.

 Il team di MGH ha preso di mira sia la molecola Xist stessa sia il processo di silenziamento genico della metilazione, combinando un oligonucleotide antisenso che lega Xist – un filamento di acido nucleico sintetico che si lega e degrada una molecola di RNA – con un inibitore di metilazione approvato dalla FDA chiamato 5- aza-2′-deossicitidina (Aza), risultante in un approccio a “doppia modalità”. Gli esperimenti su due linee cellulari di topo – ognuna con un metodo diverso per distinguere se l’espressione genica provenisse da cromosomi X attivi o inattivi – hanno rivelato che il trattamento combinato ha aumentato l’espressione di MECP2 dal cromosoma inattivo fino a 30.000 volte, a seconda della durata del trattamento.

Poiché i primi lavori del team di MGH hanno scoperto che i topi privi di espressione Xist nel loro sangue sviluppavano il cancro, Carrette e i suoi colleghi hanno studiato la potenziale tossicità di sopprimere Xist nel solo cervello. I topi femmina senza espressione Xist nel cervello sembravano sani, con una piccola e variabile riattivazione del cromosoma X dormiente. Ma il trattamento di questi animali con Aza ha portato a significativi livelli di riattivazione. Poiché il trattamento Aza a lungo termine è noto per essere tossico, gli animali sono stati trattati solo tre volte nell’arco di una settimana, il che non ha prodotto effetti tossici.

Lee, professore di Genetica alla Harvard Medical School, afferma: “Il nostro approccio alla riattivazione dei geni sul cromosoma X inattivo può essere applicato ad altre patologie legate all’X – tra cui X fragile, il disturbo CDKL5 e una serie di altre sindromi dello sviluppo neurologico. Nella Sindrome di Rett, stiamo attivamente perseguendo lo sviluppo dell’approccio a due modalità, tuttavia, abbiamo bisogno di un modello di topo femmina migliore per testare i farmaci per la riattivazione.Questa è un’area di ricerca attiva, ed i nostri dati preliminari indicano che la piena espressione della proteina MECP2 non è necessaria per il miglioramento dei sintomi, quindi siamo ottimisti sul fatto che il nostro approccio alla fine fornirà un trattamento significativo per i pazienti, ma resta ancora molto lavoro da fare “.

Carrette aggiunge: “I farmaci utilizzati sono molto selettivi poiché devono corrispondere esattamente alla loro molecola di RNA bersaglio, riducendo la possibilità di effetti fuori bersaglio, e poiché Xist ha un ruolo molto specifico nell’inattivazione di X, nessun altro processo cellulare dovrebbe essere disturbato. L’ inibitore della metilazione Aza è meno selettivo, ma la sinergia prodotta in combinazione con il farmaco antisenso Xist ci consente di utilizzare dosi relativamente basse, rendendo questa combinazione un’opzione fattibile”.

Fonte: PNAS