UN BREVE RESOCONTO SULLO STATO DELLA RICERCA AD OGGI: DOVE SIAMO E DOVE ANDIAMO.

Sono passati diversi anni da quando si è scoperto che mutazioni nel gene MECP2, situato sul cromosoma X, rappresentano la principale causa della Sindrome di Rett (RTT). Era l'Ottobre 1999 e questa importante scoperta, venuta dal laboratorio della Dott.ssa Huda Zoghby del Baylor College of Medicine, Houston (Texas), è stata funzionale ad una migliore comprensione della malattia. L’identificazione del gene responsabile, infatti, non permette soltanto la diagnosi molecolare ma è anche la base di partenza per capire come dei difetti nella proteina MeCP2 possano portare ad una così complessa patologia e per poter iniziare a delineare un trattamento terapeutico.

Il gene MECP2 ed i suoi prodotti

Il gene MECP2 codifica per una proteina nota come MeCP2 o “methyl-CpG binding protein 2”. La proteina, originariamente identificata nel laboratorio del Dr. Adrian Bird (Edinburgo, UK), viene generalmente descritta come un repressore trascrizionale, ovvero come una proteina che impedisce ad alcuni geni specifici di essere espressi o, in altre parole, di portare a loro volta alla sintesi della proteina da essi codificata. Come tutti i repressori trascrizionali, anche MeCP2 possiede una porzione (dominio) capace di legare il DNA ed un altro capace di spegnere l’attività dei geni bersaglio (geni target).

Più in dettaglio MeCP2 presenta una regione nota come MBD o “methyl-binding domain” (dominio di legame al DNA metilato) capace di legare quelle sequenze di DNA che hanno subito una particolare modificazione chimica nota come metilazione ed una regione che invece è responsabile del silenziamento dei geni bersaglio, il dominio di repressione trascrizionale (transcriptional repression domain, TRD). Infine, MeCP2 presenta nella sua porzione finale un dominio (il dominio C-terminale) le cui funzioni non sono ancora ben chiare ma che sembrano essere importanti sia per interagire con altre proteine con cui MeCP2 lavora, sia per facilitare il legame al DNA, che per regolare la quantità di proteina presente nelle cellule.

Presentazione schematica della
proteina MeCP2 con i suoi domini

Le mutazioni di MeCP2 nel sesso femminile

Oggi si stima che circa il 95% delle bambine affette dalla forma classica della Sindrome di Rett sono mutate in MECP2; al contrario, solo il 20-40% delle bambine caratterizzate da una delle diverse varianti della Rett, che in base ai particolari sintomi possono rilevarsi più o meno severe, risultano positive al test molecolare.
Dall’introduzione della diagnosi molecolare ad oggi il numero di mutazioni riportate nelle banche dati continua ad aumentare e questo ha permesso di iniziare ad individuare quelle che sembrano ricorrere con maggiore frequenza. Ci sono, infatti, otto punti nella sequenza del gene MECP2 (i così detti punti caldi) che mutano con una frequenza decisamente maggiore delle altre regioni del gene e che, quando mutati, originano una proteina MeCP2 priva di funzione. Queste mutazioni sono la causa di circa il 63% delle alterazioni di MECP2 fino ad ora annotate e portano o ad una proteina molto più piccola del normale a causa di una prematura terminazione della sintesi, o a una proteina che viene rapidamente distrutta dalla cellula o, infine, ad una proteina che avendo una conformazione sbagliata non può svolgere le sue normali funzioni.

Negli ultimi anni si è anche cercato di capire se esiste una correlazione tra genotipo e fenotipo, ovvero se sia possibile prevedere quale sarà la gravità della malattia a seconda della mutazione riscontrata nel paziente. Benché questi studi abbiano portato a risultati spesso contrastanti, sembra che finalmente si inizi a trarre qualche conclusione. In genere si pensa che le bambine caratterizzate da una mutazione troncante tardiva, cioè con una mutazione in MECP2 che interrompe la proteina verso l’estremità terminale (C-terminale) abbiano un quadro sintomatologico meno severo e che maggiormente si discosta dalla forma classica della Sindrome di Rett, rispetto alle pazienti con mutazioni missenso o che interrompono presto la sintesi della proteina (troncanti precoci). Inoltre, la mutazione Arg270X (dove X sta ad indicare la fine della sintesi della proteina) è associata con un aumento della mortalità, in accordo con un generale aumento della gravità della malattia in caso di una mutazione all’interno del TRD o che interrompe la proteina prima di questa regione proteica. E’ importante sottolineare che quanto detto va considerato come il prodotto dello studio effettuato su un grande numero di pazienti. La previsione di quale sarà la condizione del singolo paziente in funzione del difetto molecolare è purtroppo complicata sia dal fenomeno dell’inattivazione dell’X che da quello che viene definito il background genetico. (Tutti gli esseri umani hanno lo stesso numero di geni, che si aggira intorno ai 40-50.000. Benché la maggior parte della sequenza del DNA di questi geni sia identica tra i diversi individui vi sono piccole variazioni, o polimorfismi, che possono rendere la proteina prodotta un poco diversa. Sono l’insieme di queste variazioni che ci rendono diversi giustificando per esempio il nostro essere alti o bassi, biondi o castani.
Possiamo quindi definire il background genetico come l’insieme delle sequenze dei geni posseduti dal particolare individuo in esame). Proprio a causa di una preferenziale inattivazione dell’X e/o del background genetico può succedere che una mutazione missenso in MECP2 o una troncante tardiva originino talvolta una forma classica e altre un’atipica della Rett. Inoltre, è proprio la preferenziale inattivazione del cromosoma X con il gene MECP2 mutato responsabile dell’esistenza di alcuni rari casi di madri asintomatiche trasmittrici della malattia.

Laboratorio di Biologia Molecolare,
Dipartimento di Biologia Strutturale e Funzionale
Università degli Studi dell’Insubria - Busto Arsizio Va