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AGI - Sono stati identificati centinaia di nuovi geni essenziali per lo sviluppo delle cellule cerebrali, tra cui un gene collegato a un grave disturbo dello sviluppo neurologico mai descritto in precedenza. A descriverli uno studio, pubblicato sulla rivista Nature Neuroscience, condotto dagli scienziati dell'Istituto di Scienze della Vita dell'Università Ebraica di Gerusalemme.
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Il team, guidato da Sagiv Shifman e Binnaz Yalcin, ha utilizzato metodi di editing genetico basati su CRISPR su tutto il genoma per identificare i geni necessari per lo sviluppo cerebrale precoce. Il lavoro offre un nuovo approccio per l'identificazione dei geni coinvolti nei disturbi dello sviluppo neurologico, tra cui l'autismo.
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La metodologia di ricerca e le prime scoperte
I ricercatori hanno disattivato sistematicamente e individualmente circa 20 mila geni per studiarne il ruolo nello sviluppo cerebrale. Gli scienziati hanno eseguito lo screening su cellule staminali embrionali e durante la loro trasformazione in cellule cerebrali. Inattivando i geni singolarmente, il team ha potuto individuare quelli coinvolti nello sviluppo cerebrale precoce. Questo approccio ha permesso agli autori di mappare i passaggi chiave del differenziamento neurale e di identificare 331 geni essenziali per la generazione dei neuroni, molti dei quali non erano stati precedentemente associati a questo processo. Il lavoro, commentano gli esperti, potrebbe aiutare a chiarire le basi genetiche delle condizioni del neurosviluppo, tra cui alterazioni delle dimensioni del cervello, autismo e ritardo dello sviluppo.
Il gene PEDS1 e un nuovo disturbo neuroevolutivo
Una delle scoperte principali dello studio è l'identificazione del gene PEDS1 come causa di un disturbo neuroevolutivo precedentemente non descritto. Il gene, spiegano gli scienziati, è necessario per la produzione di plasmalogeni, una classe specializzata di fosfolipidi di membrana ricchi di mielina, la guaina grassa che isola le fibre nervose. Gli autori hanno scoperto che PEDS1 svolge un ruolo importante nella formazione delle cellule nervose e che la sua perdita porta a una riduzione delle dimensioni del cervello. Sulla base di questi risultati, il gruppo di ricerca ha ipotizzato che la carenza di PEDS1 potrebbe anche compromettere lo sviluppo del cervello umano. I test genetici condotti su due famiglie non imparentate hanno identificato una rara mutazione del gene associata a un grave disturbo dello sviluppo in due bambini, caratterizzato da ritardo e dimensioni del cervello ridotte. Questi esperimenti hanno confermato la rilevanza del gene.
Implicazioni future per diagnosi e trattamenti
"Monitorando la differenziazione delle cellule staminali embrionali in cellule neurali - afferma Shifman - e distruggendo sistematicamente quasi tutti i geni del genoma, abbiamo creato una mappa dei geni essenziali per lo sviluppo cerebrale. Questa mappa può aiutarci a comprendere meglio come si sviluppa il cervello e a identificare geni collegati a disturbi dello sviluppo. Il nostro lavoro potrebbe migliorare la diagnosi genetica dei disturbi dello sviluppo neurologico e contribuire a gettare le basi per la ricerca medica su nuovi approcci alla prevenzione e al trattamento".
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