(Retinite pigmentosa-Immagine: Credito:Biologia PLOS (2022). DOI: 10.1371/journal.pbio.3001649).
La retinite pigmentosa, una malattia genetica degenerativa dell’occhio, è caratterizzata da una progressiva perdita della vista, che di solito porta alla cecità. In alcuni pazienti sono stati osservati difetti strutturali nelle cellule dei fotorecettori, ma non si conoscono i meccanismi molecolari coinvolti. Un team dell’Università di Ginevra (UNIGE), in collaborazione con l’Università di Losanna (UNIL), ha identificato il ruolo essenziale svolto da una cerniera molecolare formata da quattro proteine. L’assenza di questa cerniera porta alla morte cellulare nelle cellule retiniche. Questa scoperta potrebbe portare allo sviluppo di approcci terapeutici per la retinite pigmentosa.
Questo lavoro è stato pubblicato nella rivista PLOS Biology.
La retinite pigmentosa è la malattia retinica ereditaria più comune nell’uomo, con una prevalenza di una persona su 4.000 nel mondo. I primi sintomi di solito compaiono tra i 10 e i 20 anni con una perdita della vista notturna. Successivamente, il campo visivo si restringe in una “visione a tunnel” per portare infine alla cecità intorno ai 40 anni. Questa malattia è caratterizzata da una degenerazione delle cellule fotosensibili, i fotorecettori.
Queste cellule neuronali specializzate della retina sono responsabili della conversione della luce in un segnale nervoso. Il segmento esterno della cellula è costituito da pile di dischi su cui si trovano i pigmenti fotosensibili. Il segmento interno contiene tutto il meccanismo metabolico essenziale al funzionamento della cellula ed è collegato al segmento esterno dal ciglio connettivo.
Una cerniera molecolare
Le mutazioni nei geni di quattro proteine situate in questo ciglio di collegamento sono tutte associate a patologie retiniche che presentano degenerazione dei fotorecettori. Queste quattro proteine erano state identificate dal laboratorio di Paul Guichard e Virginie Hamel del Dipartimento di Biologia Molecolare e Cellulare della Facoltà di Scienze. Si trovano nei centrioli, strutture cilindriche costituite da microtubuli e presenti in tutte le cellule animali.
“Nel centriolo, queste proteine assicurano la coesione dei diversi microtubuli agendo come una cerniera. Ci siamo chiesti se non svolgessero lo stesso ruolo nelle strutture tubolari del cilio di collegamento“, spiega Virginie Hamel, ultima autrice dello studio.
Osservazioni con una precisione senza precedenti
Grazie a una tecnica di microscopia ad espansione ottimizzata dal gruppo di Virginie Hamel e Paul Guichard, che permette di gonfiare le cellule senza deformarle, gli scienziati hanno potuto osservare il tessuto retinico con una risoluzione mai raggiunta. I biologi si sono concentrati sulla struttura della connessione delle ciglia di topi che avevano, o non avevano, una mutazione nel gene per una delle quattro proteine menzionate. Queste osservazioni sono state condotte in diverse fasi della vita. “In assenza della mutazione, abbiamo scoperto che queste proteine assicurano, proprio come avevamo visto in precedenza nei centrioli, la coesione tra i microtubuli formando una cerniera che si chiude man mano che lo sviluppo procede“, spiega Olivier Mercey, ricercatore del Dipartimento di Molecolare e Biologia Cellulare e primo autore dello studio.
D’altra parte, quando il gene per questa proteina è mutato, sebbene la struttura dei microtubuli appaia normale nei primi giorni, i microtubuli diventano gradualmente sempre meno attaccati l’uno all’altro. Nell’età adulta, i topi colpiti hanno microtubuli che non sono più “compressi” insieme e alla fine collassano, portando alla morte cellulare dei fotorecettori.
Ripristino della “cerniera molecolare” per prevenire la morte cellulare
Questo lavoro ha portato ad una migliore comprensione a livello molecolare e strutturale della retinite pigmentosa e permette di considerare trattamenti terapeutici che agiscono a monte della degenerazione cellulare.
Vedi anche:Retinite pigmentosa: nuovo trattamento riduce la perdita della vista
“Iniettando la proteina in pazienti affetti da alcuni tipi di retinite pigmentosa, possiamo immaginare che la cerniera molecolare possa essere ripristinata per garantire l’integrità strutturale dei microtubuli delle ciglia di collegamento, prevenendo così la morte delle cellule dei fotorecettori. “Stiamo valutando questo approccio in collaborazione con i nostri colleghi dell’UNIL e del Jules-Gonin Ophthalmic Hospital, Yvan Arsenijevic e Corinne Kostic”, afferma Paul Guichard, coautore dello studio.
Fonte:PLOS Biology
