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Uno studio realizzato dal Cnr-Ibbr in collaborazione con l’Hannover Medical School ha identificato un nuovo meccanismo molecolare che contribuisce alla degenerazione dei neuroni nell’atrofia muscolare spinale.
Lo studio, pubblicato su Pnas, e cofinanziato dalla Fondazione Telethon, ha permesso di migliorare le funzioni motorie di un modello “in vivo” dell’atrofia muscolare spinale (Sma). Parliamo di una malattia genetica rara causata da bassi livelli della proteina SMN. Caratterizzata inoltre dalla morte selettiva dei motoneuroni spinali, neuroni deputati al controllo dei muscoli.
Parliamo di una ricerca che ha portato all’identificazione della proteina B-Raf come il punto centrale di una estesa rete di proteine che contribuiscono alla degenerazione dei motoneuroni in mancanza della proteina SMN. Essa è stata portata avanti dall’Istituto di bioscienze e biorisorse del Consiglio nazionale delle ricerche di Napoli (Cnr-Ibbr); in collaborazione con Peter Claus dell’Hannover Medical School.
Network biology, un approccio innovativo
Lo studio ha utilizzato un approccio innovativo detto di network biology. Esso consente di avere una visione globale di tutti i partner coinvolti in un dato processo; e permette di identificare rapidamente gli interruttori principali, da attivare o disattivare affinché quel processo sia modulato.
“È un po’ come ricostruire la mappa delle varie linee della metropolitana ed identificare così le stazioni dove queste si intersecano, i cosiddetti hub. Se si interviene sugli hub si avrà un effetto sull’intera rete”. Così spiega Elia Di Schiavi ricercatore del Cnr-Ibbr e autore dello studio. In questo lavoro, usando ben quattro diversi modelli Sma “in vivo” e “in vitro”, è stato quindi possibile chiarire la rete di segnalazione alterata nella malattia.
“Questa rete è strutturata in due cluster centrati sulle proteine AKT e 14-3-3ζ/δ, rispettivamente. I cluster sono collegati tra loro dalla proteina B-Raf, che lavora come hub principale. L’interazione diretta di B-Raf con 14-3-3ζ/δ è stata dimostrata essere cruciale per la sopravvivenza dei motoneuroni”, continua Di Schiavi. Così ulteriori analisi hanno rivelato che entrambe le proteine erano poco espresse nei motoneuroni e nel midollo spinale di modelli murini nelle fasi pre-sintomatiche della malattia.
Uno studio che pone il fondamento per ulteriori analisi
“Utilizzando colture cellulari derivate da pazienti affetti da Sma è stato possibile confermare un simile pattern con una bassa espressione delle due proteine”. Aggiunge il ricercatore Cnr-Ibbr. “Ma la cosa ancor più interessante è che questo meccanismo è perfettamente conservato nell’evoluzione; poiché un modello Sma del verme nematode C. elegans ha mostrato ugualmente una minore espressione dell’omologo di B-Raf, chiamato lin-45, quando il gene Smn1 era silenziato”.
Inoltre in questo piccolo verme così diverso dall’uomo è stato possibile prolungare la sopravvivenza dei motoneuroni; aumentando l’espressione di B-Raf/lin-45, con conseguente miglioramento delle funzioni motorie. “Il recupero è stato efficace anche dopo che la degenerazione dei motoneuroni era iniziata. Questo studio pone il fondamento per ulteriori analisi; che possano far sperare nella possibilità di intervenire anche quando i sintomi della malattia comincino a manifestarsi; e in maniera complementare ai trattamenti farmacologici attualmente utilizzati nella pratica clinica”, conclude il ricercatore.
