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Identificati nuovi geni con mutazioni per disturbi dello sviluppo

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Credito: Pixabay/CC0 di dominio pubblico

Le cause della compromissione dell’intelligenza o dell’epilessia rimangono inspiegabili in oltre il 50% dei casi. Insieme a colleghi internazionali, i ricercatori dell’ospedale universitario di Lipsia hanno scoperto due geni con mutazioni che causano disturbi del neurosviluppo nei bambini. Le loro scoperte sono state ora pubblicate sulle riviste Cervello e L’American Journal of Human Genetics.

I genetisti umani dell’ospedale universitario di Lipsia spesso effettuano ricerche complicate quando cercano di spiegare i disturbi dello sviluppo nei bambini, perché la causa spesso non è immediatamente identificabile. Quanto prima si manifesta l’epilessia o la disabilità intellettiva, ad esempio, tanto più è probabile che dietro vi sia una causa genetica. Quando indagano sulla causa, gli esperti esaminano la sequenza codificante completa del genoma umano della persona colpita. Possono fare una diagnosi in circa il 40-50% dei casi.

Se la causa non è ancora chiara, i programmi di ricerca a volte eseguono il sequenziamento del genoma sui genitori del bambino colpito. Il risultato viene quindi confrontato con la sequenza codificata del giovane paziente. I ricercatori determinano quindi se nel bambino sono rilevabili nuovi cambiamenti genetici o se ci sono cause ereditarie e se i genitori hanno trasmesso la loro predisposizione alla prole. A volte, però, gli scienziati rilevano anche cambiamenti in un gene che non è stato ancora collegato a una determinata malattia.

Dalla scoperta clinica al database scientifico

Due casi di disturbi dello sviluppo in bambini con cause sconosciute sono stati recentemente identificati all’ospedale universitario di Lipsia e ricercati con l’aiuto di esperti scientifici internazionali. Nel primo caso, un bambino gravemente malato con epilessia ad esordio precoce, disabilità dello sviluppo e microcefalia è stato sequenziato insieme ai genitori del bambino. I ricercatori, guidati dal dottor Konrad Platzer, hanno trovato due alterazioni genetiche nel cosiddetto gene CHKA. Questo gene non era precedentemente noto per essere una causa di malattia. Utilizzando il database GeneMatcher, utilizzato dai ricercatori di tutto il mondo per scambiare informazioni, gli scienziati medici di Lipsia hanno trovato altri cinque pazienti di quattro famiglie con sintomi simili e il gene CHKA.

I ricercatori dell’Università di Halifax in Canada hanno contribuito a stabilire il legame tra il cambiamento nel gene e la malattia. Gli esperimenti hanno confermato che la cascata enzimatica è limitata dalle mutazioni nel gene, che impediscono la costruzione di importanti componenti della membrana. Di conseguenza, i pazienti hanno tutti una sintomatologia simile: grave ritardo dello sviluppo, epilessia, disturbi del movimento e microcefalia. “Il gene CHKA appartiene alla via enzimatica Kennedy. Questo è un processo controllato da enzimi in cui uno specifico componente di membrana viene costruito passo dopo passo. In questo percorso, ci sono alcuni geni che sono già associati a disturbi come l’epilessia. In quanto tali , è ovvio che un altro gene in un tale percorso attiverebbe un fenotipo simile. Tuttavia, non saremmo stati in grado di dimostrarlo senza l’aiuto di Halifax”, spiega il dottor Platzer, specialista presso l’Istituto di genetica umana di Ospedale Universitario di Lipsia.

Nuova causa di disturbo dello sviluppo

Un team di genetisti umani con sede a Lipsia guidato dal dottor Henry Oppermann ha risolto con successo il secondo caso di un disturbo dello sviluppo. Nel loro studio, volto a identificare e caratterizzare le alterazioni geniche nelle malattie rare, hanno arruolato un giovane paziente e sono stati in grado di identificare una mutazione nel gene ATP2B1 come potenziale causa. Grazie a collaborazioni internazionali con Paesi Bassi, Nuova Zelanda, Canada, Israele, Italia, Stati Uniti e Francia, sono stati trovati altri dodici soggetti con una mutazione nel gene ATP2B1 e un ritardo nello sviluppo tramite il database GeneMatcher.

Insieme al gruppo di lavoro guidato dal professor Michael Schaefer, Direttore del Rudolf Boehm Institute of Pharmacology and Toxicology presso la Facoltà di Medicina e dal professor Frank Gaunitz del Dipartimento di Neurochirurgia, gli scienziati hanno studiato l’influenza delle mutazioni sulla funzione dell’ATP2B1. Il gene codifica per una pompa di calcio che trasporta gli ioni di calcio fuori dalla cellula. Il calcio è un’importante molecola di segnalazione per i neuroni, poiché una delle cose che controlla è il rilascio di neurotrasmettitori e trasmissioni sinaptiche. Ciò significa che è importante per i processi di apprendimento e l’archiviazione delle percezioni sensoriali nella memoria. Gli esperimenti hanno mostrato che le mutazioni nei soggetti alteravano effettivamente la capacità di pompaggio dell’ATP2B1 ed erano quindi causa del ritardo dello sviluppo. “In sintesi, siamo stati finalmente in grado di risolvere il caso di Lipsia e per la prima volta descrivere le mutazioni nel gene ATP2B1 come una nuova causa di ritardo dello sviluppo”, afferma il dott. Oppermann.

I risultati dello studio di Lipsia saranno di beneficio pratico per i medici di tutto il mondo. Le nuove varianti genetiche che sono state identificate come cause di disturbi dello sviluppo sono state aggiunte a database internazionali come Clinvar. Lì, tutti i medici possono verificare se i loro pazienti hanno cambiamenti comparabili nel loro corredo genetico e se i sintomi della malattia corrispondono.


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