PATOLOGIE SISTEMA NERVOSO: I RICERCATORI DELL’UNIVERSITÀ DI ROMA “TOR VERGATA” SCOPRONO UN NUOVO MECCANISMO DI REGOLAZIONE DELLE CELLULE STAMINALI DEL CERVELLO.

I ricercatori dell’Università di Roma “Tor Vergata”, coordinati da Claudio Sette, docente di Anatomia Umana, hanno evidenziato il ruolo della proteina Sam68 nell’autorinnovamento e differenziamento delle cellule chiamate “progenitori neurali”, dalle quali si svillupano i neuroni adulti. Come si legge nello studio pubblicato su eLife, rivista scientifica open acces, la proteina Sam68 permette un corretto processamento del pre-mRNA, la molecola nella quale vengono copiate le istruzioni contenute in un gene. Il meccanismo descritto nello studio riveste un ruolo fondamentale nella regolazione dello sviluppo del sistema nervoso.  Problemi relativi a questo processo determinano l’insorgenza di malattie sia neurologiche che neurodegenerative, come l’autismo o la sclerosi laterale amiotrofica. La scoperta di Sam68 permetterà di studiare se difetti nell’espressione o nel funzionamento di questa nuova proteina contribuiscono a patologie del sistema nervoso e, se così fosse, trovare il modo per contrastarli.
 
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I neuroni adulti si sviluppano da cellule chiamate progenitori neurali. Queste possono proliferare, producendo nuovi progenitori, oppure dare luogo a neuroni specializzati.
​Questi due processi - noti come “autorinnovamento” e “differenziamento”- devono mantenersi in equilibrio affinché venga prodotto un adeguato numero di neuroni maturi, senza però esaurire il bacino di cellule progenitrici.
L’equilibrio è mantenuto, essenzialmente, modulando l’espressione genica a livello cellulare. «Il primo passo nella modulazione dell’espressione di un gene prevede che le istruzioni in esso contenute siano copiate in una molecola di RNA precursore (pre-messaggero o pre-mRNA), la quale viene poi processata al fine di ottenere un prodotto finale che potrà essere tradotto in proteina», ci spiega Claudio Sette, docente di Anatomia Umana presso il dipartimento di Medicina e Prevenzione dell’Università “Tor Vergata” di Roma e coordinatore del gruppo di ricerca.
 
«È importante notare, che due copie dello stesso pre-mRNA possono essere processate in maniera diversa, portando così alla produzione di proteine differenti a partire da una singola sequenza genica. Il controllo di questo processamento differenziale del pre-mRNA avviene per mezzo di proteine di legame all’RNA» continua Claudio Sette.
Lo studio, portato avanti principalmente dal Dott. Piergiorgio La Rosa, in collaborazione con il Dott. Stefano Farioli Vecchioli del CNR, e pubblicato sulla rivista scientifica open acces eLife, ha evidenziato che l’espressione di una di queste proteine, chiamata Sam68, varia nel corso dello sviluppo del sistema nervoso: è elevata nel periodo di massima produzione e differenziamento dei neuroni mentre declina successivamente.
L’analisi del ruolo che Sam68 riveste nello sviluppo del sistema nervoso nel topo ha poi dimostrato che questa proteina è espressa ad alti livelli nei progenitori neurali e che la sua attività controlla il destino di queste cellule: un’alta concentrazione di Sam68 promuove l’autorinnovamento cellulare, mentre una riduzione dell’espressione concorre ad innescare i processi di differenziamento che portano alla formazione di neuroni specializzati.
Ulteriori indagini hanno rivelato che Sam68 agisce promuovendo l’espressione di un enzima chiamato Aldeide Deidrogenasi 1A3 o ALDH1A3 la cui azione concorre ad alimentare il metabolismo delle cellule. La mancanza di Sam68 determina la formazione di un mRNA più corto, generato dal pre-mRNA che codifica per ALDH1A3, portando, in questo modo, alla formazione una proteina tronca e non funzionale. Sam68 previene che questo accada legando il pre-mRNA e permettendo che questo venga processato correttamente affinché sia prodotta la proteina intera e funzionale.
 
I progenitori neurali necessitano infatti di una elevata  espressione di ALDH1A3 affinchè possano continuare a proliferare e non intraprendano il processo di differenziamento neuronale precocemente. Poiché il processamento del pre-mRNA riveste un ruolo fondamentale nella  regolazione dello sviluppo del sistema nervoso e, poiché problemi relativi a questo processo determinano l’insorgenza di malattie sia neurologiche che neurodegenerative, come l’autismo o la sclerosi laterale amiotrofica, il prossimo passo che seguirà questa nuova scoperta, sarà quello di studiare se difetti nell’espressione o nel funzionamento di Sam68 contribuiscono a patologie del sistema nervoso e, se così fosse, trovare il modo per contrastarli.
 
In allegato lo studio pubblicato su eLife: https://elifesciences.org/content/5/e20750

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