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I ricercatori trovano un meccanismo genetico che innesca il labbro leporino e il palato
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BONN, Germania/PHILADELPHIA, USA: È noto da tempo che il gene TP63 può contribuire allo sviluppo del labbro leporino e del palato, ma il processo esatto non è chiaro. Uno studio congiunto delle università di Bonn e della Pennsylvania ha ora chiarito come funziona questo meccanismo.
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In Europa, circa un bambino su 500 nasce con labbro leporino e palato. La causa è un disturbo dello sviluppo nelle prime settimane di sviluppo embrionale. Di conseguenza, parti del viso o del palato non crescono insieme come al solito.
È noto da tempo che mutazioni del gene TP63 possono scatenare forme particolarmente gravi di questo disturbo. Le persone colpite soffrono non solo della formazione di fessure nella zona del viso, ma anche di malformazioni delle estremità e di malattie della pelle, dei capelli e dei denti. Originariamente, si presumeva che il TP63 avesse un ruolo nello sviluppo di questa forma sindromica di labbro leporino e palato.
"Negli ultimi due anni, tuttavia, ci sono state prove crescenti che questo non è il caso", ha detto il co-autore Dr Kerstin Ludwig dell'Istituto di Genetica Umana dell'Ospedale Universitario di Bonn. "Nel nostro lavoro, abbiamo potuto dimostrare per la prima volta che il TP63 rappresenta effettivamente un legame tra la forma sindromica e la forma isolata e come interferisce con lo sviluppo del viso
I ricercatori della University of Pennsylvania sono riusciti a programmare le cellule umane per diventare cellule facciali in coltura. Questo ha permesso al team di analizzare l'effetto del TP63 su questo particolare tipo di cella. Questi dati sono stati poi combinati dai ricercatori di Bonn con dati genetici di grandi coorti di pazienti. "Siamo stati in grado di dimostrare che il TP63 aumenta l'attività di un certo numero di geni che giocano un ruolo nello sviluppo di forme isolate di labbro leporino e palato", ha detto Ludwig.
Inoltre, TP63 cambia la struttura della cromatina, il complesso costituito da DNA e varie proteine. Normalmente, il filo di cromatina forma un fascio compatto nel nucleo cellulare. Tuttavia, quando TP63 si attacca al filo, la sfera si allenta leggermente in questa zona. Insieme ad altre modifiche, questo può portare ad una maggiore lettura di un gene specifico in questa regione.
"Secondo le attuali conoscenze, il TP63 regola diverse migliaia di posizioni nel nostro genoma in questo modo", ha detto la co-autore Dr Julia Welzenbach dell'Università di Bonn. "Tra questi 17 che, come sappiamo già da grandi studi genetici, sono coinvolti nella formazione di scissures e un gran numero di altre regioni il cui coinvolgimento era in precedenza sconosciuto"
Il gran numero di regioni attivate da TP63 mostra quanto sia importante questo gene nell'uomo. Se la sua funzione è gravemente compromessa da una mutazione, questo difetto di solito colpisce un gran numero di organi. Questo spiega perché il TP63 era originariamente associato solo alla forma sindromica del labbro leporino e del palato. "Nel caso della forma non sindromica, tuttavia, la sua attività disturbante è limitata allo sviluppo di cellule facciali", ha detto Ludwig.
Il sistema cellulare di nuova costituzione fornisce agli scienziati uno strumento che consente loro di approfondire le cause biologiche di questo disturbo dello sviluppo. "Per esempio, potremmo testare l'effetto di diversi fattori ambientali sull'attività TP63 nelle cellule facciali", ha dichiarato Ludwig. È noto che le influenze ambientali possono aumentare il rischio di malformazione facciale. Pertanto, a lungo termine, tali test potrebbero portare a raccomandazioni per una migliore profilassi individuale, in particolare per le famiglie con predisposizione genetica.
Lo studio, intitolato "p63 establishes epithelial enhancers at critical craniofacial development genes", è stato pubblicato nel numero di maggio 2019 di Science Advances.