
Come funziona la mappatura 3D del genoma
I due metri di Dna racchiusi nel nucleo di ogni cellula non sono disposti in modo casuale, ma seguono una struttura tridimensionale precisa che regola l’accensione e lo spegnimento dei geni. Le regioni regolatrici, infatti, possono trovarsi anche a milioni di basi di distanza dai geni che controllano: è la conformazione spaziale del genoma a mettere in contatto questi elementi lontani. Per individuare le varianti genetiche coinvolte nella malattia, il gruppo di ricerca ha utilizzato una tecnica di Hi-C a bassa quantità di cellule (una versione miniaturizzata della Promoter Capture Hi-C), sviluppata durante il lavoro post-dottorato di Valeriya Malysheva, oggi ricercatrice presso VIB-UAntwerp, quando era al Laboratorio Mrc di Londra. Il metodo ha reso possibile studiare popolazioni cellulari rare come le Ilc3, finora difficili da analizzare a livello genomico proprio per la loro scarsità. «Alcune varianti di rischio agiscono sul gene più vicino, altre no: se ci si limita a guardare il gene più prossimo si rischia di individuare il meccanismo sbagliato », ha spiegato Mikhail Spivakov, PhD, responsabile del Functional Gene Control Research Group presso l'MRC Laboratory of Medical Sciences di Londra, tra i coordinatori dello studio insieme a Stephen Waggoner, ricercatore del Cincinnati Children's Hospital Medical Center.
La sorpresa del gene Cln3 e il legame con la malattia di Batten
Applicando questo approccio alle cellule Ilc3, gli autori hanno individuato oltre 100 geni che aumentano il rischio di morbo di Crohn: circa la metà era già nota alla comunità scientifica, mentre gli altri non erano mai stati collegati prima a questa patologia. Il dato più sorprendente riguarda il gene Cln3, noto finora soprattutto per il suo ruolo nella malattia di Batten, una rara patologia neurodegenerativa. Esperimenti condotti su modelli murini hanno mostrato che il gene interviene direttamente nella regolazione della risposta infiammatoria delle cellule Ilc3.
«Uno dei risultati più sorprendenti riguarda il coinvolgimento di Cln3, un gene noto soprattutto per il suo ruolo nella malattia di Batten – ha commentato Valeriya Malysheva, ricercatrice VIB-UAntwerp e prima autrice dello studio –. Gli esperimenti successivi hanno dimostrato che questo gene influenza direttamente l'intensità dei segnali infiammatori prodotti dalle cellule, rivelando un ruolo inatteso nel sistema immunitario».
Nuove prospettive per il trattamento delle malattie autoimmuni
Il risultato mette in luce un collegamento finora inesplorato tra sistema nervoso e intestino, e apre la strada a possibili applicazioni cliniche future. Il team ha inoltre esteso l'approccio ad altre cinque patologie autoimmuni, costruendo un catalogo di geni legati alle cellule Ilc3 che potrà orientare la ricerca sui prossimi bersagli terapeutici. «Studiare la regolazione genetica nei tipi cellulari rari ci avvicina alla comprensione dei meccanismi, non solo delle semplici associazioni: un passaggio essenziale per rendere davvero utili le scoperte genetiche in ambito clinico», ha aggiunto Waggoner.
I prossimi passi della ricerca riguarderanno l’approfondimento del ruolo di Cln3 nella funzione immunitaria e l'estensione della tecnica di mappatura ad altri tipi cellulari rari, finora difficili da studiare con i metodi convenzionali.




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