Medicina: una mappa genetica per capire la SLA

La SLA (Schelorosi Laterale Amiotrofica) è una patologia neurodegenerativa che che colpisce i motoneuroni. I motoneuroni sono quelli che si occupano di controllare le contrazioni muscolari. La SLA quindi si manifesta con un progressivo irrigidimento e atrofizzazioni della massa muscolare. Questo non porta solo a difficoltà nei movimenti, ma soprattutto il malato non è più in grado di svolgere funzioni vitali fondamentali come la respirazione. Negli stadi più avanzati della malattia è necessario applicare una tracheotomia per permettere al paziente di continuare a vivere. Si tratta di una patologia quindi molto grave che porta grandi disagi ai malati. Proprio per questo la ricerca per trovare una cura alla SLA è molto attiva.

Come si manifesta la SLA

SLA: la strage di motoneuroni 

Il motoneurone è un particolare tipo di neurone che fa da interfaccia tra il sistema nervoso centrale – ovvero il cervello – e i muscoli. La catene di motoneuroni partano dalla corteccia motoria (motoneuroni superiori), dove raccolgono gli stimoli sensoriali elaborati dal cervello per produrre un’azione. Quelli superiori trasmettono il segnale attraverso il midollo spinale e arrivano alle zone periferiche. Qui si trovano i motoneuroni inferiori che innervano direttamente i muscoli: sono loro a produrre l’effettiva contrazione delle fibre muscolari che controllano. 

La SLA tende ad attaccare entrambi i tipi di motoneurone, interrompendo la catena e impedendo al segnale di controllo muscolare di arrivare a destinazione. Dato che la contrazione di un muscolo avviene attraverso la cooperazione di molti neuroni che lavorano in contemporanea, la malattia di manifesta in maniera progressiva. La morte dei motoneuroni sembra essere causata da inclusioni proteiche anomale all’interno del corpo cellulare. Le cause non sono chiare, ma si crede che l’accumulo di queste proteine sia dovuto a dei fattori genetici. La malattia si manifesta nel 10% dei casi in forma familiare, cioè ereditata da parenti malati, ma nel 90% dei pazienti la manifestazione è sporadica. Alcuni studi in passato hanno dimostrato una correlazione – un correlazione non è per forza un’evidenza scientifica – con fattori ambientali, come l’esposizioni a fitofarmaci. Molti insetticidi infatti infatti agiscono sul sistema nervoso degli insetti. Dato che la malattia insorge molto spesso in età avanzata, mediamente a 60 anni, le cause potrebbero essere dovute ad un accumulo di errori nel codice genetico dei motoneuroni. Ecco perché i ricercatori si sono concentrati nello studio del genoma dei neuroni allo scopo di comprendere a fondo la SLA. 

Il percorso dei motoneuroni, divisi in livello superiore e inferiore

SLA: la strada verso una cura

Una cura efficace contro la SLA non è nota. Esistono alcune terapie farmacologiche in grado di rallentare leggermente lo sviluppo della malattia, ma non riescono a contrastare attivamente la morte dei motoneuroni. Il loro effetto è quello di prolungare l’aspettativa di vita e di indipendenza dei pazienti. La terapia farmacologia ha però alcuni effetti collaterali che la rendono di difficile applicazione. Molto utile è invece la terapia di supporto che prevede la cura dei sintomi tramite farmaci meno invasivi e un’attività fisica costante. L’attività fisica e la fisioterapia si sono dimostrate molto efficacie nel rallentare il decorso della malattia perché stimolano l’apparato neuro-muscolare ad auto-rigenerarsi. 

Una grande speranza arriva però dalle terapie geniche. Lo scopo è di intervenire direttamente sugli errori inclusi nel DNA delle cellule neurali per fermare la produzione delle proteine “killer” dannose per la sopravvivenza dei motoneuroni. Anche per questo motivo la mappatura dei geni coinvolti della malattia veste un ruolo importante nello sviluppo di cure più efficaci per la SLA. 

Alcune immagini di cellule malate di SLA

SLA: la mappa dei geni coinvolti

I ricercatori del Centro di ricerca sul genoma di New York hanno pubblicato sulla nota rivista Science una mappa completa dei geni coinvolti nella SLA e permetterà di ricostruire quali geni si attivano e dove, per capire a fondo come nasce e si sviluppa la malattia. Si spera quindi di ampliare la conoscenza della SLA e di arrivare a sviluppare delle cure efficienti. 

I ricercatori hanno analizzato quasi 12.000 geni prelevati dal midollo spinale dove si trovano molti motoneuroni e ne hanno ricavato una mappa molto dettagliata che potrà essere utilizzata come riferimento da altri ricercatori che studiano la SLA. Questo atlante genetico è è così preciso che permetterà di cogliere i cambiamenti più precoci della malattia, completamente asintomatici e impossibili da rilevare con i classici metodi di sequenziamento. Per ottenere un risultato così interessante è stato sviluppato un nuovo approccio informatico che prende in esame i cambiamenti dei segnali che viaggiano nelle cellule nervose. In futuro questa tecnica potrà essere utilizzata anche per testare l’efficacia delle nuove terapie e anche per sviluppare nuovi metodi di diagnosi. 

Le cellule nervose dette astrociti che sembrano siano coinvolte nell’insorgenza della SLA (fonte: Oregon State University)

Il team di ricerca è partito esaminando le cellule malate nelle quattro fasi principali della malattia, a partire dall’inizio fino alle fasi più avanzate. La fasi preliminari della studio si sono svolte su oltre 1100 topi malati. I dati così ricavati sono stati confrontati con le analisi fatte sui campioni prelevati dal midollo donato da 80 pazienti deceduti a causa della SLA. Combinando le informazioni ricavate i ricercatori sono riusciti ad inferire una mappa di oltre 12.000 geni coinvolti nella malattia. Hemali Phatnani, uno dei ricercatori coinvolti, spiega: 

Per la prima volta possiamo vedere le interazioni da cellula a cellula, capire che cosa va male, dove e in quali tipi di cellule. La nostra ricerca ha cercato di capire come le mutazioni causate dalla malattia distruggano le funzioni delle cellule, neuronali e non, e come i danni alle comunicazioni portino alla perdita dei neuroni che controllano il movimento.

SLA: applicazioni della mappa genetica

L’approccio utilizzato potrà essere applicato anche per studiare altre gravi malattie neurodegenerative oltre alla SLA, come il morbo di Alzheimer, il morbo di Parkinson e  la malattia di Huntington. Speriamo che questo prezioso strumento aiuti i ricercatori a trovare delle cure più efficaci a malattia molto gravi che colpiscono molte persone nel mondo. 

Immagine che ritrae gli aggregati proteici responsabili della degenerazione dei motoneuroni (fonte: IIT – E. Battifoglia)

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