Malattie rare, un gene provoca il «black out» delle cellule

Malattie rare, un gene provoca
il «black out» delle cellule

I ricercatori dell’Istituto Neurologico «Carlo Besta» in collaborazione con l’Università di Siviglia e l’Istituto di Genetica di Monaco hanno dimostrato che una mutazione genetica è la causa di un gruppo di malattie rare, classificate tra le malattie mitocondriali, tanto gravi da provocare la morte del paziente colpito nei primi mesi di vita.

Queste alterazioni del DNA, infatti, privano le cellule della loro energia poichè provocano un malfunzionamento dei mitocondri, che rappresentano le «centrali» da cui la cellula ricava oltre il 90% dell’energia per vivere e svolgere le sue funzioni. A causa di questa alterazione le cellule non funzionano correttamente e il paziente soffre di gravi sintomi, tra loro anche molto diversi, che vanno da una cardiomiopatia dilatativa fulminante a encefalopatia fatale, fino a disturbi neurologici come l’epilessia.

Poichè l’alterazione genetica provoca la mancanza di un coenzima, il Q10, i ricercatori stanno verificando la possibilità di somministrare ai pazienti come terapia questa sostanza, già in commercio come integratore alimentare.

Lo studio, sostenuto dalla Fondazione Telethon, è pubblicato sul The American Journal of Human Genetics.

I ricercatori dell’Istituto Neurologico Besta sono riusciti a individuare questa alterazione genetica utilizzando avanzati strumenti e tecniche di sequenziamento del DNA, chiamati Next Generation Sequencing. Inoltre, hanno focalizzato la loro indagine non sull’intero codice genetico ma su una sua specifica parte, l’esoma, che è più ridotta (e quindi più semplice da analizzare) ed è quella dove si verificano più frequentemente le mutazioni. Tale alterazione è stata localizzata nel gene COQ4: questa porzione di DNA è importante poichè contiene le informazioni necessarie all’organismo per produrre una proteina a sua volta fondamentale per la corretta biosintesi di un coenzima, chiamato Q10 (CoQ10). Quest’ultima molecola ha il compito di «trasportare» elettroni a livello della catena respiratoria mitocondriale, processo che fornisce più del 90% dell’energia cellulare totale. A causa di questa alterazione genetica il coenzima viene prodotto in quantità molto ridotte e la produzione di energia all’interno della cellula cala drasticamente, rendendola praticamente inattiva.

I ricercatori sono stati indirizzati verso questo risultato perché le analisi biochimiche effettuate sui pazienti avevano rilevato alterazioni nel meccanismo della respirazione cellulare e quindi hanno potuto determinare che tali patologie avevano origine nei mitocondri. Studiando, quindi, le possibili alterazioni degli elementi e dei meccanismi coinvolti nella produzione di energia nelle cellule, hanno rilevato una forte riduzione di CoQ10 nel muscolo e nelle cellule cutanee dei pazienti, insieme a una bassa quantità di proteina COQ4.

Per avere conferma dell’ipotesi che la causa delle patologie fosse una mutazione del gene COQ4, in laboratorio si è modificato geneticamente un semplice lievito in modo che avesse questa alterazione e si è verificato che effettivamente i mitocondri presenti all’interno delle sue cellule non producevano la corretta quantità di energia.

Il coenzima Q10 è una sostanza che è possibile sintetizzare in laboratorio e che è già utilizzata sia come integratore alimentare sia nella terapia di alcune malattie cardiache e neurologiche. I ricercatori, quindi, stanno verificando la possibilità di somministrare questa sostanza ai pazienti come terapia.

«Sfortunatamente la maggior parte dei pazienti che soffre di queste malattie rare ha una progressione fulminante e fatale, che impedisce la diagnosi di deficit di CoQ10 e l’inizio della somministrazione di questo coenzima. Una diagnosi precoce e tempestiva - sottolinea Daniele Ghezzi, ricercatore dell’Istituto Neurologico “Carlo Besta” e coordinatore dello studio - è fondamentale nei difetti primari di CoQ10 che sono, in pratica, l’unico gruppo di patologie mitocondriali per cui è attualmente disponibile un trattamento farmacologico. E’ importante sottolineare che non si tratta ancora di una terapia inclusa nella pratica clinica ma un trattamento con CoQ10 è attualmente in corso nei pazienti ancora in vita e, speriamo, darà presto delle indicazioni sull’efficacia della terapia».

Il coenzima Q10 si trova in ogni cellula dell’organismo ed è riconosciuto come elemento indispensabile per la salute di tutti quei tessuti dove è maggiore il consumo di energia, come il cuore, il tessuto muscolare e il sistema nervoso. E’ utile per l’esercizio fisico perché è un importante cofattore nella produzione di energia cellulare, migliora la resistenza, la capacità aerobica e riduce il grasso corporeo. La concentrazione di coenzima Q10 tende a diminuire con l’invecchiamento; bassi livelli si registrano anche in presenza di particolari malattie croniche, come quelle derivanti da problemi cardiaci, morbo di Parkinson, distrofia muscolare, diabete, cancro e AIDS. Anche alcuni farmaci, come le statine utilizzate nel controllo dell’ipercolesterolemia, possono abbassare i livelli di coenzima Q10.


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