Conosciamoci Meglio Down

Istituzioni coinvolte nella ricerca:
Division of Medical Genetics, University of Geneva Medical School and University Hospital of Geneva, CMU, 1, rue Michel Servet, 1211 Geneva, Switzerland
Telethon Institute of Genetics and Medicine, Via Pietro Castellino 111, 80131 Naples, Italy
Max Planck Institute of Experimental Endocrinology, Feodor-Lynen-Str. 7, D-30625 Hannover, Germany
Medical Genetics, Second University of Naples, Naples, Italy

Correspondence and requests for materials should be addressed to A.B. (e-mail: ballabio@tigem.it), S.E.A. (e-mail: stylianos.antonarakis@medecine.unige.ch) or G.E. (e-mail: gregor.eichele@mpihan.mpg.de).
Author's contributions: The three laboratories of A.B., S.E.A. and G.E. contributed equally to this work.

Abstract

L'analisi delle espressione dei geni ha un ruolo cruciale nello studio delle funzioni del genoma. Metodi ad alta risoluzione, come l'ibridazione in situ dell'RNA forniscono una descrizione accurata della distribuzione spaziotemporale delle trascrizioni e anche una visione tridimensionale "in vivo" della espressione del gene(1-5). Abbiamo analizzato in modo sistematico le espressioni dei singoli geni del cromosoma 21. Abbiamo scelto il cromosoma 21 a causa della rilevanza medica della trisomia 21 (sindrome di Down)(6).
In questo lavoro mostriamo l'analisi della espressione di tutti i geni del topo ortologhi del cromosoma 21 umano ( 161 dei 178 confermati) eseguita con l'ibridazione in situ su tutti i tessuti, e con la "polymerase chain reaction with reverse transcription" su tessuti adulti. Abbiamo osservato le espressioni dei geni in diversi tessuti compresi quelli coinvolti in alcuni fenotipi della trisomia 21 ( per esempio, il sistema nervoso centrale, il cuore, l'apparato gastrointestinale e gli arti). Inoltre, l'analisi statistica suggerisce la presenza di alcune regioni del cromosoma in cui alcuni geni sono privi di espressione, o richiedono l'attivazione di altri geni per co-esprimersi in tessuti specifici.Questo atlante ad alta risoluzione dell'espressione di un intero cromosoma umano è un passo imprtante verso la comprensione della funzione del gene dei meccanismi patogenetici nella sindrome di Down.

Nota del redattore di www.conosciamocimeglio.it con l'intervento straordinario di

TIGEM, Telethon Institute of Genetics and Medicine, primo autore del lavoro, con A. Reymond.

Lo studio delle funzioni dei singoli geni è ormai realtà quotidiana nei laboratori mondiali di genetica.
Questo lavoro in particolare è stato coordinato in Italia, e giustamente i nostri quotidiani hanno dato risalto ad una pubblicazione scientifica di così grande rilievo:

Andrea Ballabio, direttore dei laboratori di Telethon a Napoli (TIGEM), ha coordinato con Valeria Marigo un progetto europeo finanziato anche da Telethon, e il risultato attuale della ricerca è stato pubblicato su Nature il 5 dicembre 2002.
Solo due anni fa si era giunti alla mappatura della sede e struttura dei singoli geni del cromosoma 21:

Le tecniche utilizzate sono state: l'identificazione dei geni nel topo che sono identici a tutti i geni del cromosoma 21.
Infatti lo studio è stato condotto su tessuti di topo.

Poi, utilizzando tecniche che evidenziano dove (=in quali tessuti) e quando (=a che stadio della vita embrionale) sono attivi i geni del cromosoma 21, è stato generato un atlante che indica per ogni gene presente nel cromosoma 21 il momento ed il tessuto in cui è funzionante.

Quindi per la prima volta il cromosoma 21 è stato analizzato nella sua interezza e complessità.
Questa ricerca è un passo fondamentale per la identificazione dei geni che sono coinvolti nelle diverse alterazioni presenti nei pazienti Down.

Prima si brancolava nel buio, si sapeva che per ogni diversa alterazione che caratterizza i pazienti Down uno, o più di uno, dei 200 geni presenti sul cromosoma 21 ne poteva essere la causa.

Ora per esempio, sono stati identificati circa 15 geni accesi in particolari regioni del cuore.
Questi geni potrebbe insieme, o una parte di loro, essere implicati con le cardiopatie congenite.

Un passo avanti straordinario, nella comprensione dei diversi complessi meccanismi che determinano le singole alterazioni della sindrome di Down, che, come è noto, non sono mai tutte presenti contemporaneamente e con la stessa intensità in tutte le persone.
Dalla cardiopatia alla cataratta, dalle alterazioni morfologiche degli arti, del viso, al ritardo mentale, alle difficoltà di linguaggio o memoria.
Il prodotto (proteina) di ogni gene attiva una cascata di effetti diversi, nelle singole cellule dell'organismo, che influenzano lo sviluppo dei diversi tessuti dell'organismo.

Questo studio non può ancora essere applicato per terapie o diagnosi in pazienti con sindrome di Down.

Ciononostante, queste sono le basi per poter comprendere in futuro la patogenesi dei singoli disturbi causati dalla sovraespressione del cromosoma 21.