Nuova classe di malattie genetiche definita da GGC espanse

 

 

ROBERTO COLONNA

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XVIII – 01 maggio 2021.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

Una malattia neurodegenerativa rara caratterizzata dalla presenza di inclusioni intranucleari di origine ignota è attivamente studiata in termini genetici col nome di NIID (neuronal intranuclear inclusion disease). La causa è stata già da tempo identificata nell’anomala espansione di triplette ripetute GGC in 5’ UTR del gene NOTCH2NLC (N2C); tale anomalia determina lo sviluppo di un tratto di poliglicina. La proteina poliG è tossica e forma inclusioni intranucleari negli studi su cellule e animali.

Un nuovo studio, condotto da Manon Boivin e colleghi ha rilevato similitudini tra FXTAS e NIID e definito una nuova classe di processi patologici neurodegenerativi genetici umani: le malattie da poliG.

(Boivin M. et al., Translation of GGC repeat expansionsinto a toxic poliglycine protein in NIID defines a novel class of human genetic disorders: the poly-G diseases. Neuron – Epub ahead of print doi: 10.1016/j.neuron.2021.03.038, 2021).

La provenienza degli autori è la seguente: Departments of Neurosciences and Electrical and Computer Engineering, Neurobiology Section, Division of Biological Sciences, Center for Neural Circuits and Behavior, University of California San Diego, CA (USA).

Più di 40 malattie ereditarie umane sono causate da espansioni di microsatelliti, corte ripetizioni di DNA in tandem, variabili per dimensioni e sequenza. Queste espansioni microsatellitari sono patogeniche mediante 3 meccanismi non esclusivi: 1) possono promuovere cambiamenti epigenetici del DNA che inibiscono la trascrizione, risultanti in perdita di funzione dell’allele portatore delle ripetizioni; 2) trascritti RNA contenenti le ripetizioni espanse possono legarsi a specifiche proteine leganti l’RNA, potenzialmente alterando le loro localizzazioni e funzioni; 3) le ripetizioni espanse possono essere tradotte dal canonico avvio AUG o NCSC (near-cognate start codons) o per inizio della traduzione direttamente all’interno della ripetizione grazie a un nuovo meccanismo chiamato repeat-associated non-AUG (RAN) translation (Zu et al., 2011) in proteine contenenti un tratto patogenico di aminoacidi ripetuti.

Recentemente sono state individuate una dozzina di nuove espansioni microsatellitari localizzate nella parte “non codificante” del genoma umano quali cause di patologia, in particolare un’espansione ricca di ripetizioni AG intronica nel gene RFC1 nell’atassia cerebellare con neuropatia e sindrome di areflessia vestibolare bilaterale (CANVAS); 6 simili espansioni di ripetizioni introniche di AT nell’epilessia mioclonica familiare benigna dell’adulto (BAFME); espansioni di ripetizioni di GC nella sindrome dell’atassia con tremore associata al cromosoma X-fragile (FXTAS); malattia da inclusioni intranucleari neuroniche (NIID), miopatia oculofaringodistale (OPDM) e miopatia oculofaringea con leucoencefalopatia (OPML), sindromi neuromuscolari e neurodegenerative con alcuni sintomi in comune e simili elementi istopatologici (vedi la rassegna di Ishiura e Tsuji, 2020)[1]

Manon Boivin e colleghi hanno rilevato che le ripetizioni sono “incastonate” in una piccola sequenza uORF (upstream open reading frame) (uN2C), risultante in una loro traduzione in una proteina contenente poliglicina: uN2CpolyG. Questa macromolecola polipeptidica alterata tende ad accumularsi, formando inclusioni all’interno del nucleo delle cellule nervose e, come è risultato dalla sperimentazione, oltre che nei nuclei delle cellule i corpi inclusi sono presenti nei modelli murini e nei campioni di tessuto prelevati da pazienti affetti da NIID.

L’osservazione sperimentale ha dimostrato che l’espressione di uN2CpolyG nei topi conduce ad alterazioni locomotorie dei roditori, perdita di cellule nervose e, infine, morte prematura degli animali. Questi risultati suggeriscono che la traduzione di ripetizioni GGC espanse in un nuovo polipeptide patogeno contenenti una sequenza di poliglicina è responsabile della formazione di inclusioni intranucleari e neurodegenerazione nella NIID.

 

L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura degli scritti di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

 

Roberto Colonna

BM&L-01 maggio 2021

www.brainmindlife.org

 

 

 

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[1] Ishiura H. & Tsuji S., Curr Opin Genet Dev. 65: 176-185, 2020.