Ricerche

Ricercatori del Sanders-Brown Center on Aging dell'Università del Kentucky stanno lavorando per sviluppare uno strumento diagnostico per il morbo di Alzheimer (MA) pre-sintomatico.

“Sebbene sia chiara la necessità di trattamenti migliori, questi non saranno molto significativi se vengono somministrati dopo che i sintomi sono già evidenti. A quel punto, il MA ha prodotto decenni di devastazioni tali che il cervello non può più compensare la morte cellulare estrema", ha affermato Mark T. W. Ebbert PhD, professore associato nei dipartimenti di medicina interna e di neuroscienze.

Ebbert ha guidato il team di ricerca di uno studio pubblicato di recente su Nature Biotechnology, che includeva il dottorando Bernardo Aguzzoli Heberle e Jason A. Brandon PhD, scienziato del Dipartimento di Medicina Interna. Il team sta usando una tecnica all'avanguardia nota come 'sequenziamento a lettura lunga' (long-read sequencing) una serie di tecnologie che permettono un nuovo livello di analisi del DNA e dell'RNA, che è la molecola che aiuta a tradurre il codice genetico dal DNA in proteine.

Un singolo gene umano può produrre più molecole diverse di RNA e proteine, chiamate isoforme, permettendogli di svolgere molteplici funzioni. Il sequenziamento a lettura lunga aiuta i ricercatori a identificare e misurare queste isoforme di RNA da un singolo gene su tutto il genoma. Ciò supera anche i limiti tecnici del sequenziamento standard a lettura corta.

"Come prova di principio, abbiamo sequenziato il tessuto cerebrale della corteccia frontale invecchiata, sia in cervelli sani che cervelli con MA. Il nostro team ha identificato 99 isoforme di RNA che erano aumentate o ridotte nel cervello di MA, anche quando l'attività genica complessiva non era cambiata", ha detto Ebbert. “Ciò dimostra l'importanza di comprendere le isoforme e le loro funzioni uniche in un gene insieme ai loro ruoli nella salute e nelle malattie umane. In effetti, abbiamo trovato più di 1.900 geni che esprimono più isoforme di RNA correlate alle malattie umane".

Il team del Sanders-Brown ha scoperto che alcuni di questi geni sono rilevanti dal punto di vista medico nelle malattie legate al cervello, che comprendono MA, Parkinson, disturbo dello spettro autistico e disturbo da uso di sostanze.

“Questo passo nella comprensione del genoma umano è entusiasmante, ma da solo non è sufficiente. Abbiamo molto di più da fare per capire come le singole isoforme di RNA sono coinvolte nelle malattie, compreso il MA, e come puntarle terapeuticamente. C'è molto lavoro da fare se vogliamo sconfiggere il MA", ha detto Ebbert.

Il team ha anche scoperto 5 nuove varianti di RNA complesse del DNA mitocondriale. I ricercatori ritengono che questo sia il primo studio a identificare questo materiale genetico nei tessuti umani.

“Sebbene la loro espressione sia bassa, questi geni potrebbero fungere da biomarcatori della funzione mitocondriale, con un ruolo importante in molte malattie legate all'età. È fondamentale capire il ruolo di queste nuove isoforme nella salute e nelle malattie umane", ha affermato Ebbert.

Gli scienziati del Sanders-Brown sperano che questi risultati possano portare a bersagli nuovi e più precisi per la diagnosi e il trattamento di una vasta gamma di malattie umane complesse.

"Con questo metodo, abbiamo dimostrato che esiste un potenziale per puntare specificamente isoforme che stanno promuovendo la salute o la disfunzione delle cellule piuttosto che trattare un gene come una singola entità", ha affermato Ebbert. "L'analisi può anche aiutarci a rivelare firme uniche nel MA non rilevabili a livello genico".

I ricercatori affermano che sono necessari studi più ampi per comprendere meglio i modelli di RNA nelle malattie complesse e il sequenziamento dell'RNA a lettura lunga profonda sarà uno strumento necessario per quel lavoro.

"Siamo anche incredibilmente grati ai pazienti che hanno fatto donazioni alla banca dei tessuti del centro Alzheimer dell'Università del Kentucky", ha affermato Ebbert. "Senza la loro partecipazione, questo livello di studio scientifico non sarebbe stato possibile".