SLA: “dream team” scientifico fa luce sulla morte dei motoneuroni

Il “dream team” scientifico fa luce sulla morte dei motoneuroni nella SLA. Come recita il vecchio saggio, “due teste sono meglio di una”. Con lo sviluppo di nuove tecnologie e sempre più competenze specialistiche, la scienza innovativa deve essere uno sforzo di squadra. Ma non è sempre facile per i ricercatori lavorare insieme. Trovare le persone giuste con cui collaborare può essere complicato, specialmente quando alcune sono comprensibilmente protettive delle loro idee. Poi c’è la sfida pratica di incontrarsi, scambiare idee e portare avanti la ricerca, a chilometri di distanza – e persino di fasce orarie.

Un nuovo studio dei ricercatori dell’Istituto Crick mostra che la collaborazione può essere facile quando fa parte di una cultura che la supporta. Abbiamo incontrato gli scienziati coinvolti per scoprire come lavorare insieme li ha aiutati a scoprire i primi eventi nella SLA, la malattia dei motoneuroni.

Il mistero

Tre anni fa, un gruppo di neurologi clinici, biologi molecolari e informatici di diversi istituti di Londra ha deciso di collaborare per risolvere il mistero del perché i motoneuroni muoiono in pazienti con sclerosi laterale amiotrofica (SLA), nota anche come malattia del motoneurone. Come neurologo clinico, Rickie Patani ha osservato in prima persona l’impatto che la SLA ha sui suoi pazienti. “È una malattia davvero devastante”, dice. “I pazienti perdono progressivamente la capacità di muoversi, mangiare, parlare e alla fine respirare. “Ci siamo proposti di scoprire gli eventi molecolari che portano alla SLA, nella speranza che un giorno potremo sviluppare nuovi trattamenti per i pazienti”.

Il sospetto

Precedenti studi avevano implicato la deregolazione dell’RNA – una molecola strettamente correlata al DNA che ha un ruolo vitale nella codifica, decodifica, regolazione ed espressione dei geni – nella SLA. Per esempio, i pazienti con una forma ereditaria di SLA hanno spesso mutazioni genetiche che impediscono il  corretto funzionamento dell’RNA. Ma anche con l’esperto di RNA Jernej Ule a bordo del team di ricerca, il confronto del sequenziamento dell’RNA in neuroni motori sani e malati non poteva fornire il quadro completo.

( Vedi anche:Nuovo trattamento immunoterapico rallenta la progressione della SLA).

Riportare indietro l’orologio

Utilizzando la tecnologia all’avanguardia delle cellule staminali, gli scienziati del laboratorio di Rickie hanno prelevato cellule della pelle da volontari sani e pazienti con SLA e le hanno trasformate in cellule staminali capaci di diventare molti altri tipi di cellule. Quindi, utilizzando specifici segnali chimici, hanno “guidato” le cellule staminali a trasformarsi in neuroni motori che potevano studiare in laboratorio. “Riportando indietro l’orologio, possiamo osservare quello che è successo ai neuroni motori nel corso del tempo, per portare alla malattia”, dice Giulia Tyzack, ricercatrice nel laboratorio di Rickie. “E’ ‘stato davvero fantastico!”

Scavare per cercare il tesoro

Armati di un intero carico di dati di sequenziamento dell’RNA provenienti da neuroni motori sani e malati in diverse fasi della progressione della malattia, Jernej e Rickie si sono rivolti a Nick Luscombe e Raphaelle Luisier per analizzare i dati e capire esattamente cosa stava andando storto. Nick e Raphaelle sono bioinformatici; scienziati altamente qualificati che sviluppano tecniche computazionali avanzate per lo studio dei dati biologici. “Inizialmente, utilizzando l’analisi convenzionale, non abbiamo rilevato alcuna differenza nel sequenziamento dell’RNA tra neuroni motori sani e malati“, afferma Raphaelle. “Ma sapevamo che qualcosa doveva essere sbagliato per far morire i motoneuroni nella SLA, così abbiamo scritto un nuovo programma per scavare più a fondo nel codice genetico”. L’analisi ha portato alla luce cosa stava andando storto nei motoneuroni della SLA. Parti della sequenza dell’RNA che non codificano per le proteine ​​sono solitamente tagliate prima che l’RNA sia tradotto in proteine, ma nei motoneuroni della SLA ciò non stava accadendo in modo altrettanto efficace. Questo ha guidato il team a scoprire collettivamente che una proteina chiamata SFPQ, che normalmente risiede all’interno del nucleo della cellula, stava infatti lasciando il nucleo nei neuroni motori malati.

“Era come una grande caccia al tesoro“, dice Nick. “Avevamo la mappa e sapevamo dove guardare e scavando abbiamo trovato l’oro!”

Il team ha scoperto questi marchi molecolari all’interno di modelli di cellule staminali umane di SLA ereditaria. Successivamente i ricercatori hanno confermato che anche i modelli animali di SLA ereditaria condividevano le stesse caratteristiche. Ma per vedere se gli stessi eventi potevano spiegare forme non ereditarie della malattia, i ricercatori hanno esaminato il tessuto del midollo spinale post-mortem dai pazienti. Hanno scoperto che la perdita della proteina SFPQ era coerente con tutta la linea, indipendentemente dal fatto che si facesse riferimento a cellule, modelli murini o tessuti post-mortem confermando di aver scoperto un’importante caratteristica molecolare della SLA. “Ora che sappiamo che questi eventi chiave sono legati alla morte dei motoneuroni nelle persone con SLA, possiamo iniziare a pensare a come sviluppare nuovi modi per rilevare e curare la malattia”, dice Rickie.

Sotto lo stesso tetto

Questo progetto è iniziato prima che l’Istituto Francis Crick aprisse le sue porte agli scienziati nell’estate 2016. Per i primi due anni, il team ha lavorato insieme su diversi siti, incontrandosi per condividere idee quando potevano. Ma dalla primavera del 2017, questo “dream team” scientifico si è riunito sotto lo stesso tetto al Crick.
Combinando modelli cellulari di sviluppo dei motoneuroni, misurazioni delle interazioni proteina-RNA e analisi statistiche dettagliate, questo team eterogeneo di scienziati Crick ha fatto luce sulle potenziali cause della SLA, aprendo nuove opportunità di intervento e sviluppo di trattamenti.

Questa scoperta dimostra che quando si tratta di scienza, due teste (o più) sono davvero meglio di una!

Fonte: Nature