Da Repubblica salute del 16/12/2014 di GIUSEPPE TESTA*
IL NOSTRO studio pubblicato ieri su Nature Genetics fa avanzare una metodologia d’avanguardia per la ricerca: il “disease modeling”, ovvero la creazione di avatar cellulari per lo studio dell’autismo e delle malattie mentali. Una delle frontiere più emozionanti ed ambiziose della ricerca biomedica scaturisce dalla capacità di riprogrammare le nostre cellule, facendo leva su pochi geni chiave. A partire dal 2006, con il lavoro del premio Nobel giapponese Yamanaka, questa capacità è cresciuta esponenzialmente, spalancando le porte a un intero campo di studi: il “disease modeling”, la creazione di modelli in vitro di malattie umane.
Tutto parte dalla possibilità di riprogrammare cellule della pelle in cellule staminali pluripotenti, cioè riportate ad uno stadio analogo a quello delle staminali embrionali da cui hanno origine tutti i nostri organi. Queste staminali riprogrammate possono essere quindi reindirizzate a dare origine, sempre in vitro, a tutti i tipi di cellule del nostro corpo. Ed è qui che si apre la nuova frontiera per lo studio delle malattie genetiche, in primis quelle causate dal difetto di un singolo gene, ma anche quelle causate dall’intreccio di fattori genetici e ambientali, dalle malattie neuropsichiatriche ai tumori. Se infatti le cellule di partenza recano in sé una o più anomalie genetiche, queste le ritroveremo naturalmente anche nelle cellule staminali in cui riusciamo a riprogrammarle, e quindi anche in tutti i loro derivati (ad esempio neuroni, cellule del fegato etc.). Riusciamo a riprodurre, all’esterno del paziente, vari tipi di “sue” cellule (scegliendo quelle più importanti per la specifica malattia), incluse quelle che per ovvi motivi erano rimaste finora praticamente inaccessibili alla ricerca, come appunto i neuroni.
Un processo di esternalizzazione cui non a caso nel mio laboratorio ci riferiamo come “avatars”, una sorta di avamposti cellulari del corpo che mirano a rappresentarne i tratti salienti di salute e malattia, e su cui poter non solo studiare i meccanismi della patologia, ma anche testare nuovi farmaci. Qui, dove anche l’Europa è all’avanguardia, studiamo in laboratorio specifiche malattie dello sviluppo cerebrale (come l’autismo e la disabilità mentale) e alcuni tipi di tumori, concentrandoci su vari fattori epigenetici, vale a dire quelle proteine che agiscono sul DNA, o sull’impalcatura attorno a cui è avvolto, accendendo o spegnendo a cascata le migliaia di geni che regolano la funzione delle nostre cellule. Una delle novità più interessanti emerse negli ultimi anni è infatti che difetti in questi fattori sono alla base sia di molti tumori che di molte malattie neuropsichiatriche, ponendoci la grande sfida, ma anche l’opportunità, di capire come gli stessi geni possano causare malattie diverse a seconda della fase dello sviluppo in cui vengono colpiti. Nel nostro lavoro più recente abbiamo applicato la riprogrammazione cellulare a due malattie speculari causate da alterazioni nella dose di 26 geni, un numero piccolo rispetto al totale di circa 30.000 ma in grado di influenzare aspetti fondativi della condizione umana quali il linguaggio e la socialità. Nella sindrome di Williams infatti, di questi geni ne manca una copia, e questo causa una particolare forma di disabilità intellettiva che risparmia in buona parte il linguaggio e dà luogo a una forma di ipersocialità. Quando di questi geni ce n’è invece una copia in più si ha una sindrome per molti versi speculare, e cioè grave compromissione del linguaggio e della socialità fino all’autismo conclamato. Sorprendentemente, abbiamo scoperto che queste alterazioni non solo modificano i circuiti molecolari dei principali organi colpiti dalle due malattie, ma che lo fanno fin dai primissimi stadi dello sviluppo.
* Dipartimento Scienze Salute, università di Milano; Dir. Lab. Epigenetica Ieo
