Cnr, una mappa genetica per la sindrome di Down

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Roma – Grazie all’impiego di una tecnologia e di un protocollo innovativi l’Istituto di genetica e biofisica “Adriano Buzzati Traverso” (Igb) del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) ha ottenuto un profilo completo dei geni alterati nei pazienti con Sindrome di Down, scoprendo che è l’interazione dei geni presenti sul cromosoma 21 con altri geni a determinarne le alterazioni patologiche. Lo studio, pubblicato sulla rivista PLos ONE, è stato coordinato da Alfredo Ciccodicola e condotto da Valerio Costa, ricercatori dell’Igb-Cnr di Napoli.

I pazienti affetti da sindrome di Down, come è noto, presentano un cromosoma 21 in triplice copia rispetto alle due copie degli individui normali. Da anni gli studiosi lavorano però per comprendere quali sono i geni responsabili delle manifestazioni cliniche della sindrome e per migliorare le condizioni e l’aspettativa di vita nei pazienti.

“Costruire una ‘mappa’ accurata dei geni alterati degli individui malati è il primo passo verso la cura”, spiega Ciccodicola. “Avere la possibilità di studiarne la sequenza può fornire una più accurata rappresentazione, ad alta definizione, di come la patologia nasce ed evolve”.

Questo è ora possibile grazie al ‘sequenziamento di nuova generazione’ (next generation sequencing), realizzato con l’innovativa tecnologia – di cui esistono pochi esemplari in Italia e due al Cnr – che consente di ottenere in tempi molto brevi un quadro più completo e dettagliato delle malattie genetiche.

“Si tratta di una procedura di ‘sequenziamento massivo’ (deep sequencing) su larga scala che richiede una stretta interazione tra competenze avanzate di biologia molecolare e di bioinformatica”, sottolinea Ciccodicola. “Un software ricostruisce una ‘mappa’ ad alta risoluzione componendo milioni di piccoli frammenti. Una procedura impensabile fino a pochi anni fa, poiché richiedeva anni di lavoro e investimenti molto ingenti”. L’analisi bioinformatica è stata sviluppata in collaborazione con Claudia Angelini, ricercatrice presso la sezione napoletana dell’Istituto per le Applicazioni del Calcolo “Mauro Picone”.

“Grazie a questa innovativa tecnologia siamo riusciti a comprendere che non solo i geni presenti sul cromosoma 21 sono responsabili della malattia”, spiega Valerio Costa, primo autore dello studio, “ma è la loro interazione con altri geni a determinare le alterazioni patologiche della sindrome”.

Inoltre, “questa metodica, unita all’utilizzo di un nuovo protocollo sperimentale nella preparazione dei campioni da sequenziare, ha reso possibile l’identificazione di forme alternative di alcuni geni presenti esclusivamente nelle cellule dei pazienti”, aggiunge Costa, “e ha consentito, per la prima volta, di analizzare piccole molecole di RNA che interagiscono con i geni regolandone la loro espressione”.

La mappa d’espressione ad alta risoluzione ottenuta dai ricercatori napoletani, costituisce una base per future applicazioni cliniche, volte a migliorare la qualità di vita dei pazienti, e rappresenta un valido modello per l’analisi di altre malattie genetiche, come recentemente dimostrato per l’Alzheimer e per diversi tipi di tumore.

L’istituto Igb-Cnr è da anni all’avanguardia nella genomica e genetica umana e il gruppo di ricerca del prof. Ciccodicola ha partecipato al sequenziamento del Genoma Umano. L’Istituto si è dotato della piattaforma per il sequenziamento di nuova generazione, grazie ad un finanziamento Cnr/Miur per il Mezzogiorno, del Dipartimento Scienze della Vita. Lo studio è stato possibile grazie al sostegno di: Regione Campania, European Cooperation in the field of Scientific and Technical Research “Next Generation Sequencing Data Analysis Network”, Progetto di rilevante interesse nazionale (Prin).

Roma, 21 aprile 2011

La scheda
Chi: Istituto di genetica e biofisica “Adriano Buzzati Traverso” (Igb) del Cnr di Napoli; hanno, inoltre, preso parte allo studio: Istituto per le applicazioni del calcolo ‘Mauro Picone’ del Cnr, Sezione di Napoli; Istituto di biochimica delle proteine del Cnr di Napoli; Istituto Telethon di genetica e medicina (Tigem); Dipartimento di patologia generale e Centro di ricerca di eccellenza sulle malattie cardiovascolari, Seconda Università di Napoli, (Sezione di microbiologia); Dipartimento di medicina sperimentale, Seconda Università di Napoli; Centro diagnostico San Ciro, Portici (Na); Dipartimento di Cardiologia della Seconda Università di Napoli; Dipartimento di biochimica e biotecnologie mediche, Università “Federico II” di Napoli, Dipartimento di biologia e patologia cellulare e molecolare “L. Califano” dell’Università “Federico II” e Istituto Ceinge biotecnologie avanzate, Fondazione-SDN, Istituto di ricerca diagnostica e nucleare di Napoli.
Che cosa: ricercatori dell’Igb-Cnr, dell’università e di alcuni istituti di ricerca napoletani hanno ottenuto un profilo completo dei geni alterati nei pazienti con Sindrome di Down, grazie ad una tecnologia e un protocollo innovativi
Lo studio “Massive-scale RNA-Seq analysis of non ribosomal transcriptome in human trisomy 21”
è pubblicato sulla rivista PLos ONE