Ruolo dei microRNA nella malattia di Parkinson: studi genetici e funzionali usando zebrafish come modello animale
Progetto La malattia di Parkinson (MdP) è una malattia neurodegenerativa progressiva molto frequente caratterizzata da danni a carico della substantia nigra (SN) del mesencefalo, dove si trovano i neuroni dopaminergici (DA). Si tratta di una malattia complessa, alla base della quale, oltre a fattori di rischio ambientale, vi sono diversi fattori genetici predisponenti. Di questi, solo una parte minoritaria è nota. Molteplici loci (PARK1-15) sono stati descritti come associati a forme familiari di MdP, ma per alcuni di questi lo specifico gene causale resta da identificare. Inoltre, mutazioni nei geni associati a forme Mendeliane e sporadiche sono state identificate solo nel 5% dei pazienti, suggerendo che ulteriori geni contribuiscano al rischio per la malattia.
La ricerca di geni responsabili di MdP si è finora concentrata su loci codificanti per proteine; tuttavia, i microRNA (miRNA) stanno emergendo come regolatori post-trascrizionali coinvolti nella patogenesi di malattie neurodegenerative, compresa la MdP.
In quest’ottica, il progetto si prefigge di indagare il ruolo dei miRNA nella patogenesi della MdP, sia focalizzandosi sui miRNA già associati alla malattia (mir-133b e 433), sia andando alla ricerca di nuovi miRNA candidati. Questo obiettivo verrà raggiunto combinando analisi genetiche in una ampia casistica di pazienti con l’utilizzo del modello animale zebrafish per la validazione funzionale di miRNA candidati.
Infatti, zebrafish si sta affermando come un valido sistema modello per lo studio delle malattie neurodegenerative e dei disturbi del movimento. In particolare, in zebrafish sono già stati isolati diversi omologhi dei geni candidati per la MdP nell’uomo. Inoltre è stato dimostrato che i neuroni DA diencefalici di zebrafish sono gli omologhi funzionali dei neuroni DA mesencefalici della SN che degenerano nella MdP. Recentemente zebrafish si è rivelato anche un prezioso strumento anche per lo studio delle funzioni dei miRNA durante lo sviluppo embrionale dei vertebrati, grazie alla conservazione delle sequenze dei miRNA e dei pathway da essi modulati.
Gli obiettivi specifici del progetto sono:
1-identificazione bioinformatica dei potenziali miRNA candidati e dei loro target molecolari
2-studio di associazione tra i loci codificanti per miRNA e i loro target e la MdP in un’ampia casistica di pazienti e controlli
3-analisi di profili di espressione dei miRNA in tessuti umani in condizioni fisiologiche e patologiche
4-verifica funzionale dei target dei miRNA in linee cellulari umane
5-studi di over-espressione e di perdita di funzione in zebrafish.
Questo progetto consentirà quindi di esplorare quanto la variabilità genetica a carico dei miRNA e dei loro target contribuisca alla suscettibilità alla MdP. Inoltre, lo studio dettagliato dei pathway molecolari regolati dai miRNA potrà gettar luce sui meccanismi di insorgenza e progressione, nonché stimolare l’elaborazione di strategie per la prevenzione e la terapia della MdP.