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Il corpo umano: un mosaico genetico di mix di DNA

DNA non è lo stesso in tutte le cellule del corpo: un nuovo studio sulle staminali dimostra che le variazioni del genoma sono molto più frequenti di quanto si pensasse. Questo mosaicismo potrebbe riguardare non solo le cellule cancerose, ma anche i tessuti sani in tutto il corpo, e avrebbe profonde conseguenze sugli studi di genetica e in particolare per gli screening.

Un nuovo studio su cellule staminali epiteliali sembra sfidare uno dei dogmi fondamentali della genetica: che le cellule dell’organismo contengano tutte lo stesso DNA. Al contrario, come scrivono sulla rivista “Nature” i ricercatori della Yale School of Medicine coordinati da Flora Vaccarino, le variazioni genetiche sarebbero talmente estese e profonde che il modello corretto sarebbe più quello di un “mosaico genetico”. Le conseguenze, avvertono gli studiosi, potrebbero essere enormi per gli studi di genetica, e in particolare per gli screening.

Negli ultimi anni, la possibilità di derivare cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) da cellule somatiche, secondo un processo detto di riprogrammazione, ha aperto nuove prospettive sia per la ricerca di base sia per la medicina rigenerativa. Per tutte queste applicazioni, tuttavia, è necessario che le iPSC, che sono linee cellulari clonali (ovvero, ciascuna derivata da un’unica cellula progenitrice somatica, oppure da un piccolo gruppo di questo tipo di cellule), mantengano stabilmente il corredo genetico della cellula progenitrice.

Il problema è che alcuni studi hanno mostrato fenomeni d’instabilità genomica sia nelle cellule staminali sia nelle progenitrici; di conseguenza le iPSC possono essere portatrici di variazioni strutturali o di variazioni nel numero di copie (CNV, mutazioni a carico del DNA dovute al fatto che alcuni tratti sono mancanti o viceversa duplicati) oppure di cambiamenti di singole coppie di basi. Queste variazioni potrebbero essere causate dalle procedure di de-differenziamento usate dagli studiosi per ripercorrere a ritroso il processo di maturazione delle cellule, o essere già presenti nelle cellule somatiche di origine, seppure con una frequenza limitata.

Quest’ultima possibilità è suffragata da altri studi, secondo i quali il mosaicismo genetico sarebbe presente non solo nelle cellule cancerose ma anche nelle linee cellulari somatiche, in conseguenza di errori nella replicazione del DNA, nei processi riparativi e nella mobilizzazione dei trasposoni (gli elementi genetici in grado di spostarsi da una parte all’altra del genoma).

Per verificare quest’ipotesi, Vaccarino e colleghi hanno prodotto in laboratorio 21 linee umane di iPSC derivate da fibroblasti epiteliali di sette individui di due famiglie diverse, successivamente analizzate con tecniche di sequenziamento sull’intero genoma. Hanno così scoperto che, in media, ogni linea iPSC manifesta due CNV. Poiché almeno metà di queste variazioni erano già presenti in una piccola percentuale di cellule epiteliali, non sono state prodotte ex novo dalle tecniche di riprogrammazione.

“Il 30 per cento delle cellule epiteliali mostra CNV. Finora si riteneva che queste variazioni fossero associate a stati patologici, per esempio a tumori”, ha spiegato Vaccarino. “Il mosaico che abbiamo osservato nella pelle potrebbe riguardare anche il sangue, il cervello o altre parti dell’organismo”.

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