GenoMIX #5 – Settembre 2010

Il mese di Settembre ha fatto registrare due nuove scoperte importanti nell’ambito della genetica medica. Questa volta le patologie finite sulle prime pagine dei quotidiani non sono tra le più gravi, ma sono comunque molto frequenti e tremendamente fastidiose. Due distinti articoli pubblicati su Nature Genetics dichiarano di aver scoperto delle varianti genetiche associate alla miopia, che in Italia colpisce il 15% della popolazione: forse un giorno non avremo più bisogno di portare gli occhiali, anche perché gli esperti considerano l’occhio la sede ideale per la terapia genica. E’ di pochi giorni fa, invece, la notizia che un gruppo di ricerca internazionale ha individuato una mutazione genica che potrebbe essere alla base dell’emicrania con aura: anche in questo caso, la scoperta non è fine a se stessa, perché gli autori hanno già in mente quali farmaci si potrebbero utilizzare per annullare gli effetti deleteri del difetto genetico trovato.

Sul fronte “sequenziamento di nuove specie” questo mese è il turno dell’albero del cacao (Theobroma cacao) e del diavolo della Tasmania (Sarcophilus harrisii). Non hanno niente in comune, a parte il brutto destino che le attende. Il cacao deve fronteggiare la siccità e soprattutto infezioni batteriche, infezioni che hanno decimato le coltivazioni brasiliane dieci anni fa. Il diavolo della Tasmania è invece tormentato da una epidemia di cancro facciale che si trasmette come un virus da un animale all’altro, e che minaccia di portare questa specie verso l’estinzione. In entrambi i casi, gli scienziati sono fiduciosi che, grazie al sequenziamento dei due genomi, la situazione potrebbe presto migliorare.

Infine, una notizia dall’Italia: il progetto Marco Polo 2010 ha terminato la sua prima fase, quella esplorativa, e ha iniziato a produrre i primi risultati dei test genetici eseguiti sulla via della seta. Scopo della missione è quello di scoprire le caratteristiche tipiche del DNA dei popoli che vivono nelle zone percorse dall’esploratore Marco Polo, con un’attenzione particolare rivolta alla genetica del gusto. Che tipo di cucina preferisce questa gente? I loro gusti alimentari sono scritti in qualche modo nel loro codice genetico? Lo sapremo a breve.

 

Scoperta mutazione genetica che causa l’emicrania

L’emicrania è una forma di cefalea molto forte e piuttosto diffusa: si stima che nel corso di un anno circa il 18% delle donne e il 7% degli uomini abbia un attacco di emicrania, che dura dalle 4 ore ai 3 giorni.

Un terzo di questi attacchi è associato a un disturbo neurologico molto particolare, chiamato aura: circa un’ora prima del mal di testa vero e proprio, si hanno allucinazioni visive di vario genere (ad esempio cecità parziale), che possono durare diversi minuti. Fino ad oggi si conoscevano mutazioni genetiche legate all’emicrania, ma non al caso specifico dell’emicrania con aura.

Un team internazionale di ricercatori ha ipotizzato che alla base dell’emicrania con aura ci fosse un canale ionico del potassio, cioè una struttura proteica localizzata sulla membrana cellulare che svolge un ruolo nella trasmissione dei segnali nervosi. Aprendosi, questi canali permettono agli ioni potassio di fuoriuscire dalla cellula: in questo modo, il potenziale elettrico del neurone viene regolato. Il canale del potassio analizzato si chiama TRESK ed è codificato dal gene KCNK18: sequenziando questo gene in un gruppo di 110 individui affetti da emicrania, i ricercatori hanno scoperto che una certa variante era presente nei malati ma assente nel gruppo di controllo, costituito da 80 individui sani.

Quella trovata è una mutazione frameshift, che cioè porta a uno sfasamento della sequenza di DNA. Per convertire il DNA in proteine, la cellula utilizza un codice particolare: i componenti fondamentali delle proteine (gli aminoacidi) sono infatti codificati da triplette di nucleotidi, gli elementi di base del DNA. Il gene viene per così dire letto tre lettere alla volta, e a seconda della tripletta letta si aggiunge un aminoacido piuttosto che un altro alla lunga catena che formerà la proteina. In questo caso, il DNA ha subito una delezione di due nucleotidi: poiché due lettere sono completamente sparite, tutti gli aminoacidi da quel punto in poi saranno sbagliati. A causa di questo sfasamento, in un certo punto del gene compare per sbaglio un segnale di stop, che indica alla cellula che la proteina è terminata: il prodotto finale risulta quindi essere troncato, e il canale TRESK sintetizzato sarà quindi difettoso e non funzionante.

Gli scienziati hanno quindi studiato il DNA dell’intera famiglia di un individuo che soffriva di emicrania e che presentava proprio quella mutazione, scoprendo che la presenza del difetto genetico era perfettamente correlata con il mal di testa. Questo dato conferma che il canale difettoso è responsabile almeno di una parte dei casi di emicrania con aura: poiché TRESK non funziona bene, il potenziale elettrico dei neuroni non viene regolato nel modo corretto e si ha un’alterazione dell’eccitabilità neuronale, alterazione che potrebbe spiegare il mal di testa. Gli autori dell’articolo pubblicato su Nature Medicine suggeriscono anche delle possibili terapie per questa specifica forma di emicrania: si potrebbero infatti utilizzare dei farmaci agonisti, cioè molecole che aiutino il canale difettoso a svolgere correttamente il suo lavoro.

Lafrenière RG et al. “A dominant-negative mutation in the TRESK potassium channel is linked to familial migraine with aura” Nature Medicine, published online 26 September 2010