Il progetto volto alla comprensione della funzione dei geni localizzati sul cromosoma 21 umano è stato pubblicato lo scorso Dicembre nella prestigiosa rivista Nature. Questo studio ha analizzato il profilo di espressione del cromosoma 21 umano, cioè la mappa di tutti i geni del cromosoma 21 che risultano accesi in diversi tessuti. E' stato inoltre analizzato se questi geni sono attivi durante la vita fetale o adulta o in entrambi i casi. Questo lavoro è nato da una collaborazione tra i laboratori di Telethon a Napoli (TIGEM) e la Divisione di Genetica Medica dell'Università di Ginevra, ed il Max Planck Institute di Hannover.

Noi, ricercatori del TIGEM, insieme ai nostri collaboratori, abbiamo generato l'equivalente di un atlante anatomico, da cui è possibile capire dove (=in quali tessuti) e quando (=vita fetale o adulta) sono attivi i geni del cromosoma 21.

Questo studio si è potuto realizzare perché il cromosoma 21 era stato completamente sequenziato nel Maggio 2000 e questa informazione è stata fondamentale per l'identificazione dei geni nel topo che sono uguali ai geni del cromosoma 21 umano. Infatti si è visto che il patrimonio genetico umano è per l'80% identico a quello del topo. Abbiamo scelto di utilizzare il topo come modello per i nostri studi perché non sono effettuabili nell'uomo. Il valore dell'atlante del cromosoma 21 é molteplice. In primo luogo per la prima volta al mondo si é analizzato dove e quando in un organismo sono attivi i geni di un intero cromosoma umano. Inoltre questo lavoro ha un importante impatto su alcune condizioni genetiche legate al cromosoma 21. Infatti, è stato scelto il cromosoma 21 perché il suo studio riveste un'enorme importanza nella ricerca sulla sindrome di Down. Nelle persone con sindrome di Down il cromosoma 21 è presente con una copia in eccesso. La sindrome è complessa e colpisce diversi organi come il cervello, il cuore, l'intestino. Poiché il cromosoma 21 contiene circa 200 geni è stato finora molto difficile identificare quali tra questi geni sono responsabili dei diversi sintomi. L'atlante di espressione generato al TIGEM rappresenta uno strumento importante per collegare l'attività dei geni del cromosoma 21 con i diversi sintomi della sindrome di Down e per capire quali e quanti geni siano coinvolti nell'origine della diversità. Per esempio, lo studio ha rivelato che un gruppo di geni del cromosoma 21 sono "accesi" in particolari regioni del cuore durante la vita embrionale: questi geni potrebbero quindi avere un ruolo nelle anomalie congenite cardiache che si riscontrano nel 40% dei pazienti con sindrome. Analogamente, alcuni geni, che risultano "accesi" negli abbozzi embrionali degli arti, potrebbero essere coinvolti nelle anomalie delle mani e dei piedi tipiche della sindrome.

Infine, una serie di geni del cromosoma 21 risultano espressi nel cervello e quindi, in alcuni casi,  potrebbero giocare un ruolo importante nel ritardo mentale. E' interessante notare che molti geni presenti sul cromosoma 21 sono attivi nel cervello adulto, infatti ben l'80% dei circa 200 geni analizzati sono accesi in questo organo. Infatti, il cervello è l'organo che presenta accesi il maggior numero di geni del cromosoma 21.

E' opportuno chiarire che, per quanto importante, questo studio rappresenta una ricerca di base per la quale non si prevedono applicazioni immediate nella diagnosi o nella cura della sindrome di Down. Questa ricerca aiuterà certamente a capire quali geni del cromosoma 21 abbiamo un ruolo-chiave nell'origine dei diversi sintomi che caratterizzano la sindrome di Down, ma conoscere questi geni non significa aver trovato una terapia per la trisomia 21, per la quale una soluzione definitiva è purtroppo ancora lontana. Tuttavia, lo studio rappresenta un fondamentale avanzamento per la ricerca sulla sindrome di Down. E' inoltre un punto di partenza per iniziare studi specifici su alcuni geni e per comprendere la loro funzione ed il loro malfunzionamento che causa le malformazioni nelle persone con sindrome In questo modo, a differenza di altri approcci scientifici, l'atlante di espressione permette di focalizzare l'attenzione su particolari gruppi di geni, invece che su geni singoli, attivi in un certo organo e metterli in relazione alle malformazioni di questo stesso organo. Per molti anni si è navigato al buio; oggi grazie ai risultati dell'atlante di espressione, i ricercatori hanno in mano una guida per comprendere meglio le basi genetiche della sindrome di Down e delle altre malattie legate al cromosoma 21.

Tutti i dati ottenuti nei laboratori di Telethon sono stati raccolti e catalogati in un sito web liberamente accessibile a tutti.

http://www.tigem.it/ch21exp

L'ATLANTE DEI GENI TRIPLICATI

NELLA SINDROME DI DOWN