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A fine settembre 2014 si diffonde, su varie testate giornalistiche e siti d’informazione, la notizia della scoperta dell’interruttore dell’albinismo. La scoperta è frutto di un lavoro condotto dalla Dott.ssa Claudia Racioppi, una giovane ventottenne, con la supervisione della Dott.ssa Filomena Ristoratore ed il supporto del suo team della Stazione Zoologica Anton Dohorn di Napoli. La tesi della Dott.ssa Racioppi è stata pubblicata sulla rivista Nature Communications di settembre con il titolo: "Fibroblast growth factor signalling controls nervous system patterning and pigment cell formation in Ciona intestinalis".
Tra i vari articoli pubblicati in Italia che ne hanno dato notizia, abbiamo scelto quello che ci è parso più dettagliato e chiaro al tempo stesso e, come nostra consuetudine, lo abbiamo pubblicato in rassegna stampa.
Questa volta però siamo andati oltre: abbiamo attivato un canale diretto con la Dott.ssa Racioppi, che attualmente sta lavorando in Amercia presso la New York University; le abbiamo posto qualche domanda per aiutarci e aiutarvi a capire meglio la reale portata della sua scoperta.
Buona lettura!
COME PUÒ ESSERE UTILE PER L’UOMO UNA SCOPERTA FATTA SU UN ORGANISMO MARINO?
Le ascidie fanno parte dei Cordati, un phylum che comprende i vertebrati (uomo), le ascidie e i cefalocordati (l'anfiosso). È molto difficile da credere ma questi organismi marini rappresentano i nostri ancestori primordiali tuttora viventi.
Allo stadio lavarle hanno tutte le caratteristiche di un vertebrato, poi vanno incontro ad una metamorfosi che li trasforma in uno organismo adulto filtratore chiaramente dissimile da un cordato, a forma di vaso (sono di solito ancorati ad un substrato rigido) con due sifoni. Allo stadio larvale presentano un patrimonio genetico e un sistema nervoso "in miniatura" paragonabile a quello dell'uomo, anche se estremamente semplificato. Il sistema nervoso dell'uomo è molto complesso e costituito da miliardi di cellule; invece il sistema nervoso centrale della Ciona intestinalis è costituito da circa 350 cellule allo stadio larvale.
QUAL'È L'UTILITÀ CHE TALE SCOPERTA POTREBBE AVERE PER UN SOGGETTO CON ALBINISMO E PER QUALE TIPO DI ALBINISMO?
Questa domanda è un po’ difficile; il tipo di ricerca che ho svolto è prettamente "ricerca di base" e non "ricerca applicata", nel senso che mi sono occupata di studiare/caratterizzare dei meccanismi che nell'uomo sono molto complessi e ancora poco chiari ovvero la cascate genica implicata nell'induzione e nello sviluppo dei precursori delle cellule pigmentate, cioè delle cellule che non sono ancora pigmentate ma lo diventeranno in seguito. Penso che il contributo maggiore di questa ricerca sia stato nell'identificazione di nuovi protagonisti (geni e quindi proteine) implicati nella formazione delle cellule pigmentate; alcuni di questi non sono stati ancora studiati nell'uomo, altri sono responsabili di malattie genetiche correlate alla pigmentazione, come le proteine Rab32 e Rab38 o la proteina Slc45a2, responsabile dell'albinismo oculocutaneo (OCA) di tipo 4. Nel mio lavoro ho focalizzato maggiormente l'attenzione su Rab32 e Rab38, due proteine appartenenti alla famiglia delle Rab GTPasi implicate nella maturazione dei melanosomi, gli organelli cellulari che contengono la melanina nelle cellule pigmentate. Nel topo si è visto che quando Rab38 è mutata cioè non svolge la sua funzione correttamente, il colore del pelo non è normale (si chiamano topi "chocolate" per il colore che caratterizza il pelo) e anche le cellule pigmentate dell'occhio (nel Retinal Pigmented Epitelium, ovvero l'epitelio pigmentato della retina necessario per una corretta funzione dell'organo visivo) mostrano difetti nella pigmentazione. Quando sia Rab38 che Rab32 non funzionano nelle cellule pigmentate, questi topi mostrano gravi problemi di pigmentazione, a volte sono completamente non pigmentati. Questi dati dimostrano che sia Rab38 che Rab32 sono fondamentali per una completa melanizzazione della cellula pigmentata ovvero entrambi cooperano affinché il melanosoma completi la sua maturazione nelle cellule pigmentate. Nel mio lavoro ho dimostrato che anche nei precursori delle cellule pigmentate di Ciona Rab32/38 è implicato per una corretta pigmentazione delle cellule pigmentate (che formano i due organi sensoriali dello stadio larvale, presenti nel sistema nervoso centrale della Ciona) e che la regolazione di questa proteina avviene tramite la cascata genica regolata dal fattore di crescita dei fibroblasti FGF (Fibroblast Growth Factor, questo è uno degli aspetti più importante della pubblicazione).
Qualche aspetto tecnico della pubblicazione.
Per la ricerca della mia pubblicazione ha svolto un ruolo fondamentale la tecnologia in particolare: il Facs (Fluorescent activated cell sorter) e l’analisi attraverso Microarray. Il Facs serve a isolare cellule marcate con fluorescenza da cellule non marcate e viene usato specialmente in medicina per analizzare le cellule tumorali, mentre un’applicazione nel campo della biologia dello sviluppo non è ancora molto diffusa. Questa tecnica permette di isolare solo le cellule di un particolare tessuto (marcate con la fluorescenza) dal resto delle cellule dell’embrione. In questo modo è possibile studiare solo le cellule di un particolare tessuto rispetto a tutto il contesto embrionale. Il Microarray è invece una tecnica che permette di analizzare tutti i geni presenti in un determinato momento nelle cellule studiate e confrontarle con le molecole presenti in cellule in cui un certo interruttore molecolare è stato spento. In questo caso questa tecnica è stata utilizzata per confrontare il profilo di espressione genica di embrioni di Ciona normali con quelli in cui l’interruttore molecolare era stato spento. Quando l’interruttore molecolare viene spento, non si formano le cellule pigmentate, così sono stati identificati nuovi geni coinvolti nella formazione delle cellule pigmentate nel sistema nervoso di Ciona".
CHE UTILITÀ POTREBBE AVERE TALE RICERCA IN CAMPO MEDICO/SCIENTIFICI E QUAL È IL SUO REALE VALORE PER L'UOMO?
L'analisi della funzione dei geni identificati durante questo studio ha consentito di trovare nuovi marcatori associati a malattie genetiche della pelle e degli occhi nell'uomo, potranno portare a studiare e combattere con maggior successo malattie quali l'albinismo di tipo 4 o la sindrome di Hermansky-Pudlak, una malattia caratterizzata da albinismo oculocutaneo, fibrosi polmonare ed altre severe patologie. Siamo ben lontani dall'identificazione della causa principale dell'albinismo, ma penso che abbiamo dato un grosso contributo per capire come un processo così complesso, la pigmentazione, avviene a livello cellulare.
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