LINEE DI RICERCA ATTUALI

Dr. Juan Jesús Vílchez

Servizio di Neurologia dell’Ospedale La Fe, Valencia

Dr. José Alcamí

Unità di Immunopatologia dell’AIDS dell’ Istituto di Salute Carlos III – Madrid

Prof. Ruben Artero

Laboratorio di Genomica Traslazionale Istituto di Ricerca Sanitaria INCLIVA, Università di Valencia

Dr. Rafael Vázquez

Istituto di Ricerca Sanitaria La Fe – Gruppo di Ricerca in Biomedicina Molecolare, Cellulare e Genomica, Valencia

Prof. Giovanna Cenacchi

Laboratorio di Patologia e Diagnostica subcellulare – Alma Mater, Università di Bologna

Prof. Corrado Angelini

Centro Studi sulle Malattie Neuromuscolari – Fondazione Ospedale San Camillo, IRCCS, Venezia Lido

ALTRI RICERCATORI COINVOLTI

RAMÓN MARTÍ

Head Neuromuscular And Mitochondrial Pathology, Vall d’Hebron, Barcelona

BJARNE UDD

Neuromuscular Research Center, Tampere University and University Hospital of Tampere

VINCENZO NIGRO

TIGEM (Telethon Institute of Genetics and Medicine), University at Campania, Naples, Italy

JULIEN OCHALA

Faculty of Life Sciences & Medicine, King’s College London

VINCENT MOULY

Institute of Myology, Sorbonne University, Paris

GREG TOWERS

Professor of Molecular Virology, University College London; Head of Research Group, UCL Division of Infection and Immunity

MARIA JUDIT MOLNAR

Institute of Genomic Medicine and Rare Disorders, Budapest, Hungary

ENDRE PÁL

Department of Neurology, University of Pécs, Medical School, Pécs, Hungary

ZEGER DEBYSER

Molecular Virology and Gene Therapy, Department of Pharmaceutical and Pharmacological Sciences, KU Leuven, Flanders, Belgium

1. In Spagna

A partire dal 2015, quattro gruppi di ricerca spagnoli, hanno deciso di unire i loro sforzi per studiare, in un progetto multidisciplinare, la proteina Trasportina 3, coinvolta tanto nell’ infezione da HIV quanto in una malattia muscolare rara (LGMD1F). Il progetto di ricerca si intitola “Studio del deficit di Trasportina3. Linea comune nel trattamento della Distrofia Muscolare LGMD1F e dell’infezione da HIV.”

Il team è diretto dal Dr. Juan Jesús Vilchez Padilla, del Servizio di Neurologia dell’ Ospedale La Fe di Valencia, il Dr. Ramon Martí Seves, del Laboratorio di patologia neuromuscolare e mitocondriale dell’ Istituto di Ricerca Vall d’Hebron (VHIR) di Barcellona, il Dr. Rubén Artero, del Laboratorio di Genomica Traslazionale Istituto di Ricerca Sanitaria INCLIVA dell’Università di Valencia e il Dr. José Alcamí dell’ Unità di Immunopatologia dell’AIDS dell’ Istituto di Salute Carlos III di Madrid.

Nel 2017 si è unito al team di ricercatori il Dr. Rafael Vázquez – Gruppo di Ricerca in Biomedicina Molecolare, Cellulare e Genomica di Valencia, per studiare l’applicazione del sistema di editing genetico CRISPR per cercare di ripristinare il corretto funzionamento della Trasportina 3.

La Trasportina 3 è una proteina cellulare che ha la funzione di trasportare proteine tra il citosol ed il nucleo della cellula ed è essenziale per l’infezione da HIV. La scoperta che questa proteina è la causa della Distrofia Muscolare dei Cingoli 1F ha aperto una linea di ricerca multidisciplinare che mediante lo studio dei meccanismi molecolari per cui la TNPO3 provoca questa malattia, vuole studiare linee terapeutiche che permettano tanto il trattamento della miopatia LGMD 1F quanto lo sviluppo di una nuova tipologia di antiretrovirali contro l’HIV.

I gruppi del Dr. Vilchez e del Dr. Martí hanno dimostrato che questa malattia è causata da una microdelezione nel gene TNPO3 che genera una proteina anomala con un estensione di 15 amminoacidi. Il meccanismo fisiopatologico per cui questo difetto provoca la miopatia è sconosciuto. Nel laboratorio del Dr. Alcamí si è dimostrato non solo la resistenza all’infezione nei linfociti dei pazienti con LGMD1F ma anche che la proteina mutante si associa alla variante normale e blocca la sua funzione, aggravando l’impatto del difetto che si produce in una sola copia del gene.

“Si tratta di una occasione unica”, segnala il Dr. Alcamí, “dato che ci troviamo davanti al secondo difetto genetico descritto – il primo è la delezione delta32 nel recettore CCR5 dell’ HIV- che blocca l’infezione da HIV. Da un lato, le cellule di questi pazienti ci permettono di studiare e comprendere un passaggio essenziale nel ciclo infettivo del HIV che è ancora conosciuto poco, dall’altro lato, possiamo utilizzare l’HIV come strumento che ci permette di capire il meccanismo molecolare implicato nella Distrofia Muscolare dei cingoli 1F”.

2. In Italia

In questo contesto, si è affiancato un gruppo di ricerca italiano, che collabora insieme a quello spagnolo integrando i risultati dei vari studi, formato dalla Prof.ssa Giovanna Cenacchi, Laboratorio di Patologia e Diagnostica subcellulare – Dipartimento di Scienze Biomediche e Neuromotorie, Alma Mater, Università di Bologna e dal Prof. Corrado Angelini, Laboratorio di Neurobiologia – Fondazione Ospedale San Camillo, IRCCS, Venezia Lido, con un progetto di ricerca dal titolo “Creazione di un sistema di coltura cellulare in vitro per studiare il ruolo di trasportina3 ( TNPO3 ) nel muscolo scheletrico.”

Lo scopo di questo studio è la creazione di un nuovo modello in vitro di coltura cellulare che può portare ad individuare alcune alterazioni nell’espressione di proteine che potrebbero essere direttamente collegate all’assenza o mutazione della TNPO3, e questo potrebbe aiutare a chiarire il ruolo di TNPO3 nel muscolo e potrebbe portare a una migliore comprensione del suo ruolo nella patogenesi della LGMD 1F.

Il primo passo da fare infatti, per avere la possibilità di traslare nella pratica i risultati di tutti questi studi per un possibile trattamento di questa patologia, è quello di identificare il meccanismo patogenetico a partire dalla mutazione della Trasportina 3, considerando che ad oggi è stata identificata la mutazione, ma non sono stati chiariti i meccanismi a valle. La trasportina mutata appare non in grado di interagire con proteine “cargo” bloccando il regolare trasporto intranucleare di proteine coinvolte nel meccanismo dell’RNA splicing, tappa fondamentale prima che si realizzi una corretta traduzione dell’RNA messaggero nella sintesi proteica. A tale scopo, nel progetto verranno studiate le espressioni di diverse proteine correlate allo splicing ed alla degradazione delle proteine in condizioni sperimentali standard su linee cellulari differenziate ed anche in condizioni di silenziamento della trasportina a riprodurre in vitro la situazione assimilabile a quella patologica. Questo per tentare di comprendere il meccanismo che porta al quadro morfologico che è stato descritto nelle biopsie muscolari. Una volta ipotizzate le tappe del meccanismo molecolare sarà possibile intervenire in modo più concreto nelle sue fasi critiche.

DOVE SIAMO

Vi illustriamo brevemente quelli che sono i risultati raggiunti grazie alla ricerca negli ultimi anni.

Nel 2013 è stato scoperto il gene che codificando erroneamente la proteina Transportina 3, causa la distrofia muscolare dei cingoli LGMD1F. Importanti risultati della ricerca hanno evidenziato come la stessa proteina sia coinvolta nella trasmissione del virus dell’AIDS e come vi siano molte similitudini tra questa Distrofia ed altre patologie neuromuscolari rare. Questo comporta che gli studi di ricerca compiuti sulla nostra Distrofia Muscolare, in realtà, diano contemporaneamente dei contributi su scala mondiale, anche nella ricerca su una possibile terapia per l’AIDS e su numerose altre patologie neuromuscolari che coinvolgono milioni di persone in tutto il mondo.

RELAZIONE DELLA NOSTRA RICERCA CON QUELLA DELL’AIDS

Come abbiamo detto prima, dopo la scoperta del gene, si è visto che esiste una mutazione che colpisce la Trasportina 3. È stata una sorpresa perché la suddetta Trasportina 3 si conosce da anni come la proteina chiave nell’infezione delle cellule immunitarie da parte dell’AIDS, ma non si era mai pensata come molecola bersaglio per la sua importanza in questi processi.

In base a quanto spiegano articoli scientifici pubblicati:

le trasportine fungono da tassista tra il nucleo cellulare e il citoplasma, bisogna tener conto che il nucleo è completamente isolato dal resto della cellula e c’è solo una via d’entrata e uscita che sono i pori nucleari. Tuttavia, le molecole non possono passare liberamente attraverso questi, devono essere accompagnate e, in questo caso, queste accompagnatrici sono le trasportine.
Tra altre funzioni, le trasportine sono le incaricate di portare gli RNA messaggeri dal nucleo fino al citoplasma dove vengono tradotti e, a sua volta, si occupano di riportare al nucleo certe proteine come fattori di trascrizione.

Inoltre spiegano che:

La scoperta della mutazione nella nostra famiglia ha dimostrato che, anche se la trasportina è mutata, c’è vitalità cellulare e le prove hanno dimostrato che la mutazione di questa proteina nelle cellule immunitarie frena l’infezione da AIDS, per cui la chiave sarebbe sviluppare un trattamento che colpisca la Trasportina 3 ma solo nelle cellule immunitarie per evitare gli effetti della distrofia muscolare. Questo permetterebbe, senza dubbio, una buona terapia nei confronti dell’AIDS, prevenendo da un lato la malattia e, dall’altro, evitando che si moltiplichi in persone già colpite.

Qualcosa che si studia e si ricerca da anni è comparso in maniera naturale e spontanea nella nostra famiglia, una mutazione che non compromette la vitalità cellulare (tranne in alcune cellule muscolari) e che fornisce l’immunità.

Continuare questa linea di ricerca dipende principalmente dalla possibilità di ricevere i finanziamenti necessari, da lì l’importanza di ottenere fondi e, da qui, la creazione di questa associazione come strumento per raggiungere questo obiettivo. È di vitale importanza per noi controllare che i fondi ottenuti vengano destinati a finalizzare la ricerca e che ci portino al trattamento e la cura della Distrofia Muscolare dei Cingoli collaborando, inoltre, nel progresso medico-scientifico di altre malattie rare e dell’AIDS.

COS’È STATO FATTO FINO AD ORA

Dopo diversi anni di studi, visite ed esami in Spagna, le prime pubblicazioni in merito alla nostra Distrofia Muscolare dei Cingoli 1F risalgono all’anno 2000, con l’articolo “Distrofia muscolare dei cingoli autosomica dominante. Un’ampia parentela con segni di anticipazione” (J. Gamez; C. Navarro; A.L. Andreu; J.M. Fernandez; L. Palenzuela; S. Tejeira; R. Fernandez–Hojas; S. Schwartz; C. Karadimas; S. DiMauro; M. Hirano; C. Cervera) con cui attraverso 5 biopsie muscolari e lo studio di 61 membri della nostra famiglia si è scoperto che eravamo affetti da una distrofia muscolare non nota. Da qui, gli autori di questo studio, si misero ad eseguire uno scan dell’intero genoma per identificare il locus della malattia e nel 2003 venne pubblicato lo studio “Una nuova distrofia muscolare dei cingoli autosomica dominante (LGMD1F) mappata nel 7q32.1–32.2” (L.Palenzuela; A.L.Andreu ; J.Gámez; M.R.Vilà; T.Kumimatsu; A.Meseguer; C.Cervera; I.Fernández Cadenas; P.F.M. Van der Ven; T.G.Nygaard; E.Bonilla; and M. Hirano) con cui si scoprì il locus della malattia e si rilevò che non c’era nessun difetto nella Filamina C o il suo prodotto proteico, difetto genetico già noto nella stessa regione cromosomica. Con questo studio, che chiarì che si trattava di una nuova Distrofia dei Cingoli autosomica dominante fino a prima ignota, gli venne dato il nome di LGMD1F, seguendo la classificazione adottata precedentemente per le altre Distrofie dei Cingoli scoperte, dove il numero 1 sta ad indicare che è dominante e la F che è la sesta variante scoperta.

Fino al 2011 non sono stati pubblicati altri articoli che riguardassero direttamente studi sulla LGMD1F e la nostra famiglia, quando a due affette da LGMD1F in Italia, componenti della stessa famiglia spagnola, venne effettuata una nuova biopsia e vennero pubblicati i risultati “LGMD1F – Un’ipotesi patogenetica basata sull’Istopatologia e ultrastruttura” (G. Cenacchi, E. Peterle, L. Tarantino, V. Papa, M. Fanin, C. Angelini) in cui oltre a descrivere la situazione morfologica e ultrastrutturale riscontrata, vennero ipotizzate altre proteine codificanti actina come possibili responsabili nel meccanismo patogenetico nella LGMD1F.

Nel 2012 è stato pubblicato l’articolo “Le applicazioni del sequenziamento di ultima generazione sono pronte per diagnosi genetiche di distrofie muscolari” (M. Savarese, A. Torella, M. Mutarelli, M. Dionisi, T. Giugliano, G. Di Fruscio, M. Iacomino, A. Garofalo, S. Aurino, F. Del Vecchio Blanco, G. Piluso, L. Politano, M. Fanin, C. Angelini, V. Nigro) in cui si descriveva che era stata identificata l’alterazione della Trasportina 3 (TNPO3) nei pazienti affetti dalla LGMD1F.

Si susseguì nel 2012 un altro studio “Alterazioni ultrastrutturali in LGMD1F” (G. Cenacchi, E. Peterle, M. Fanin, V.Papa, R. Salaroli, C. Angelini) in cui si evidenziava che i dati morfologici e ultrastrutturali suggerivano nei casi di LGMD1F studiati, una miopatia fenotipica simile a quelle descritte per le malattie Z-disk, che portavano all’ipotesi che la proteina mutante in LGMD1F potesse provocare una scomposizione della rete citoscheletrica desmina correlata.

Nel 2013 vennero pubblicati due studi in merito alla scoperta dell’alterazione genetica che causa la Distrofia Muscolare dei Cingoli 1F – LGMD1F.

Uno spagnolo “La Distrofia Muscolare dei Cingoli 1F causata da una microdelezione nel gene Trasportina 3” (Maria J. Melià, Akatsuki Kubota, Saida Ortolano, Juan J. Vilchez, Josep Gámez,Kurenai Tanji, Eduardo Bonilla, Lluis Palenzuela, Israel Fernandez-Cadenas, Anna Pristoupilová, Elena Garcia-Arumí, Antoni L. Andreu , Carmen Navarro, Michio Hirano, Ramon Marti) in cui si segnalava di aver identificato la causa della mutazione della distrofia muscolare dei cingoli 1F, in una delezione eterozigote di un singolo nucleotide (c.2771del) nel codone di stop della Trasportina 3 (TNPO3) e che TNPO3 era noto per essere un fattore chiave nel processo di importazione dell’HIV nel nucleo.

E uno italiano “Sequenziamento di ultima generazione identifica la Trasportina 3 come causa genetica di LGMD1F” (Annalaura Torella, Marina Fanin, Margherita Mutarelli, Enrico Peterle, Francesca Del Vecchio Blanco, Rossella Rispoli, Marco Savarese, Arcomaria Garofalo, Giulio Piluso, Lucia Morandi, Giulia Ricci, Gabriele Siciliano, Corrado Angelini, Vincenzo Nigro) in cui si segnalava di aver indentificato una variante condivisa negli affetti da LGMD1F della mutazione eterozigote del gene TNPO3 e che il TNPO3 mutante era localizzato attorno al nucleo, ma non dentro. Il coinvolgimento genetico connesso con il trasporto al nucleo suggerisce un nuovo meccanismo patologico che conduce alla distrofia muscolare.

Con queste ultime due pubblicazioni si sono poste le basi per gli attuali studi di ricerca che stiamo finanziando, affinché tutto il lavoro fatto fino ad ora non sia sprecato ed i passi avanti nella conoscenza di questa malattia non si fermino qui.

COSA FACCIAMO NOI?

Abbiamo fatto ripartire la ricerca scientifica sulla LGMD1F!

Noi malati di questa Distrofia Muscolare stiamo collaborando con questi studiosi già da anni, fornendo campioni di sangue e quanto necessario affinché questi laboratori siano agevolati nel loro lavoro.

Per proseguire e sviluppare questi studi c’è bisogno di un continuo apporto di finanziamenti, visto il gran numero di ricercatori e strumentazione necessari, trattandosi di meccanismi genetici completamente nuovi che aprirebbero le porte alla comprensione di molte patologie e porterebbero alla realizzazione di nuove tecniche di terapia genica.

La nostra Associazione ha un ruolo tutt’altro che marginale: oltre che a promuovere la raccolta di fondi, si occupa di veicolare i finanziamenti ai laboratori di ricerca e di coordinare le linee investigative in atto, evitando doppioni negli studi che comporterebbero un inutile spreco di tempo e risorse.

Concretamente, oltre a mettere in contatto tra loro i ricercatori, organizziamo lo scambio di materiale di ricerca quale campioni di sangue o biologici, affinché i vari laboratori possano sempre contare su informazioni il più aggiornate possibili.

Siamo in contatto diretto costante con molti dei laboratori che stanno effettuando ricerche su di noi, per monitorare gli investimenti fatti e i relativi progressi ottenuti.

La nostra Associazione è continuamente alla ricerca di fondi e visibilità per poter raggiungere l’obbiettivo per cui è nata: avere la possibilità di proseguire gli studi per poter dare un futuro migliore a milioni di persone.

La spinta per costituire questa Associazione ce l’ha data vedere che grazie alla benevolenza di alcuni medici e ricercatori, che a loro volta hanno invogliato e coinvolto altri laboratori e medici che fino a poco tempo fa non sapevano nemmeno della nostra esistenza, si stanno facendo passi avanti nella conoscenza della nostra malattia e di una possibile terapia futura. Ma a causa della scarsità di fondi, visto anche il momento storico che stiamo attraversando, tutto questo potrebbe essere mandato in fumo.