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Gli scienziati svelano il mistero genetico, fornendo la diagnosi a 21 famiglie

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Un team di scienziati guidato dal Centro di Medicina Individualizzata della Mayo Clinic ha scoperto altre 15 mutazioni genetiche nel gene KCNK9 che causano una sindrome del neurosviluppo. I sintomi del disturbo variano da disturbi del linguaggio e della motricità ad anomalie comportamentali, disabilità intellettiva e caratteristiche facciali peculiari.

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"Finora si sapeva che solo un'alterazione genetica nel gene KCNK9 causava il disturbo, chiamato sindrome da imprinting KCNK9. Il nostro studio descrive 15 nuove alterazioni genetiche", afferma Margot Cousin, Ph.D., ricercatrice di genomica traslazionale presso il Center for Individualized Medicine della Mayo Clinic e autrice principale dello studio.

Grazie al nuovo studio, pubblicato su Genome Medicine, 21 famiglie con una variante genetica in KCNK9 hanno ricevuto una diagnosi genetica definitiva. Sebbene non sia disponibile alcun trattamento specifico per la sindrome da imprinting KCNK9, la Cousin afferma che la scoperta del suo team potrebbe guidare lo sviluppo terapeutico.

"Possiamo ora fornire a un maggior numero di pazienti una risposta alla causa principale della loro malattia, che è il primo passo più importante per trovare una cura", afferma Cousin.

Il gene KCNK9 fornisce le istruzioni per la produzione di una proteina di trasporto specializzata chiamata TASK3, che regola l'attività dei neuroni nel cervello. La sindrome da imprinting KCNK9 si verifica quando c'è una mutazione nella copia del gene ereditata dalla madre. Il gene del padre è sempre silenziato.

Una variante patogena nel gene KCNK9 altera il canale della proteina TASK3, che interrompe il normale sviluppo dei neuroni. Quando il canale proteico TASK3 funziona correttamente, mantiene la capacità della cellula di generare segnali elettrici e di regolare l'attività delle cellule.

Per lo studio, Cousin e il suo team hanno analizzato le varianti genetiche e i sintomi della malattia, comprese le caratteristiche facciali uniche, di 47 persone con mutazioni in KCNK9 associate alla sindrome da imprinting KCNK9. I partecipanti allo studio sono stati reclutati da ospedali o cliniche di Stati Uniti, Regno Unito, Germania, Italia, Francia, Paesi Bassi, Canada e Singapore.

"Abbiamo poi determinato gli effetti delle varianti genetiche sulla proteina codificata dal gene KCNK9, il canale del potassio TASK3. A tal fine, abbiamo utilizzato metodi basati sul computer e sulle cellule per misurare i cambiamenti nel funzionamento del canale TASK3 a seguito di ciascuna variante", spiega Cousin. "Siamo riusciti a dimostrare che queste mutazioni genetiche hanno effetti diversi sulla corrente che passa attraverso il canale TASK3, ma la maggior parte altera il modo in cui la proteina del canale è regolata dall'organismo"

Secondo Cousin, i progressi nel sequenziamento del genoma e la capacità di interpretare enormi quantità di dati generati con le tecnologie multi-omiche stanno accelerando la scoperta di geni che causano malattie. Le tecnologie omiche comprendono il rilevamento dei geni, la genomica; dell'RNA messaggero, la trascrittomica; delle proteine, la proteomica; e dei metaboliti, la metabolomica.

"Non molto tempo fa, la scoperta di una singola variante genetica veniva salutata come una pietra miliare", afferma Cousin. "Ora siamo in grado di illuminare uno spettro di cambiamenti genetici in un gene per comprendere appieno i meccanismi precisi di una malattia"

Cousin sottolinea che, con la diffusione delle tecnologie genomiche in ambito clinico, l'identificazione della variazione genetica non è più un ostacolo.

"La sfida che rimane è quella di identificare gli individui con variazioni genetiche e manifestazioni patologiche simili e poi risolvere il meccanismo con cui queste variazioni genetiche causano la malattia con competenze multidisciplinari", afferma Cousin