Il difetto genetico responsabile di SLA e DFT identificato sul cromosoma 9p21

                                                                                                                                           

 

NICOLE CARDON

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno IX - 08 ottobre 2011.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente note di recensione di lavori neuroscientifici selezionati dallo staff dei recensori fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli oggetti di studio dei soci afferenti alla Commissione Scientifica.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

Due gruppi di ricerca indipendenti, con la partecipazione in totale di 46 istituti scientifici, hanno identificato nell’espansione di una sequenza esanucleotidica sul cromosoma 9 in corrispondenza di p21, il difetto genetico responsabile della maggior parte dei casi ereditari di sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e demenza frontotemporale (DFT).

Il primo dei due studi è stato condotto da Alan E. Renton e colleghi del Neuromuscular Disease Research Unit, Laboratory of Neurogenetics, National Institute on Aging, National Institutes of Health (NIH), Bethesda, Maryland, e di altri 36 istituti (Renton A. E., et al. A Hexanucleotide Repeat Expansion in C9ORF72 Is the Cause of Chromosome 9p21-Linked ALS-FTD. Neuron [Epub ahead of print doi:10.1016/j.neuron.2011.09.010], 2011).

Il locus del cromosoma 9p21 associato alla sclerosi laterale amiotrofica e alla demenza fronto-temporale, contiene uno dei principali geni autosomici dominanti non identificati, che si ritiene siano alla base di queste comuni e gravi malattie neurodegenerative. I ricercatori avevano precedentemente dimostrato che un aplotipo del fondatore[1], includente i geni MOBKL2b, IFNK e C9ORF72, è presente nella maggioranza dei casi associati ad alterazioni di questa regione cromosomica. Lo studio qui recensito ha rilevato e dimostrato la presenza di una grande espansione costituita da ripetizioni dell’esanucleotide GGGGCC nel primo introne di C9ORF72 dell’aplotipo affetto. Questa espansione di ripetizioni segrega perfettamente con la malattia nella popolazione finlandese, rivelandosi presente nel 46.6% dei casi di SLA familiare e nel 21.1% delle forme sporadiche rilevate in Finlandia.

Questo dato appare di estremo rilievo, se si associa a quello ben noto che riguarda la mutazione di SOD1 (superossido dismutasi 1): l’espansione esanucleotidica ripetuta in C9ORF72 più la mutazione D90A in SOD1, indicano che l’87% dei casi di SLA familiare tra i Finnici è ora spiegato da una semplice causa monogenica.

Renton e colleghi hanno poi accertato che l’espansione dovuta alla ripetizione della sequenza GGGGCC è anche presente in un terzo di casi di SLA familiare originati in discendenti europei, in tal modo costituendo la più comune causa genetica ad oggi accertata di queste gravi malattie neurodegenerative.

Il secondo dei due studi, condotto da Mariely De Jesus Hernandez del Dipartimento di Neuroscienze della Mayo Clinic di Jacksonville (Florida), con colleghi di altri 8 istituti, ha preso le mosse dal rilievo nel mondo di varie famiglie nelle quali ricorrono secondo la trasmissione mendeliana autosomico-dominante, tanto casi di DFT quanto di SLA associati al cromosoma 9p21. Il progetto di ricerca ha previsto anche uno studio iniziale della biologia molecolare dei meccanismi patogenetici (DeJesus-Hernandez M., et al. Expanded GGGGCC Hexanucleotide Repeat in Noncoding Region of C9ORF72 Causes Chromosome 9p-Linked FTD and ALS. Neuron [Epub ahead of print doi:10.1016/j.neuron.2011.09.011], 2011).

I ricercatori riportano un’espansione della sequenza esanucleotidica ripetuta non codificante GGGGCC nel gene C9ORF72, che è fortemente associato con la malattia in un’ampia discendenza affetta da DFT/SLA, in precedenza studiata ed associata in maniera certa e definitiva al cromosoma 9. La stessa espansione esanucleotidica è risultata presente nella maggioranza delle famiglie studiate nelle quali vi era un fenotipo DFT/SLA e una patologia basata su TDP-43.

L’analisi di estese serie cliniche ha consentito di accertare che l’espansione di ripetizioni di C9ORF72 è la più comune anomalia genetica sia nella DFT familiare, nella quale si riscontra nell’11.7% del totale, che nella SLA familiare, in cui il riscontro raggiunge il 23.5% dei casi.

Conseguenza diretta dell’espansione esanucleotidica, è la perdita di un trascritto da splicing alternativo di C9ORF72 e la formazione di foci di RNA nucleare nei neuroni dell’encefalo e del midollo spinale, così da suggerire meccanismi multipli di malattia, come osservano gli autori del lavoro.

Nel complesso lo studio, per il cui dettaglio si rimanda alla lettura integrale del testo dell’articolo, indica senza dubbi che l’espansione della ripetizione di GGGGCC in C9ORF72 è la causa principale delle forme geneticamente determinate sia della demenza frontotemporale che della sclerosi laterale amiotrofica.

Il prosieguo degli studi consentirà di definire con precisione il posto che spetta ai due lavori qui recensiti nell’accertamento delle cause di queste due gravi malattie neurodegenerative, ritenute rare fino a qualche decennio fa ed ora diagnosticate con notevole frequenza; intanto, non possiamo non raccomandare a tutti gli studiosi e gli studenti di biologia e patologia del sistema nervoso centrale, la massima attenzione per questi risultati.

 

L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di lavori di argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie” (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA” del sito).

 

Nicole Cardon

BM&L-08 ottobre 2011

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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[1] L’espressione deriva dall’effetto del fondatore, descritto per la prima volta da Ernst Mayr nel 1963, e consistente nello sviluppo di una nuova popolazione da un piccolo numero di individui che portano con sé solo una parte della variabilità genetica della popolazione iniziale. Questo fenomeno può determinare la fissazione di alleli rari, inizialmente presenti in un solo individuo (il “fondatore”) o in pochi individui della popolazione originaria.