È stato identificato il gene responsabile di una particolare forma di osteopetrosi, grave malattia ereditaria caratterizzata da un’alterazione progressiva della struttura ossea che si manifesta già alla nascita e porta alla morte. Lo studio, pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica American Journal of Human Genetics (è già disponibile la versione on-line, dal titolo “Human osteoclast-poor osteopetrosis with hypogammaglobulinemia due to TNFRSF11A (RANK) mutations”) è stato finanziato da Fondazione Cariplo e Telethon e condotto da un gruppo di ricercatori del Laboratorio del Genoma Umano dell’Istituto di Tecnologie Biomediche (ITB) del CNR, che dal 2007 ha sede presso l’Istituto Clinico Humanitas: Matteo Guerrini, Cristina Sobacchi, Barbara Cassani, Alessandra Pangrazio, Annalisa Frattini, Paolo Vezzoni, Anna Villa.

Ne parliamo con il dott. Paolo Vezzoni, ricercatore del CNR che in Humanitas dirige il Laboratorio di Biotecnologie Mediche.

Dott. Vezzoni, qual è l’importanza di questa scoperta?
“Si tratta di una scoperta importante, perché consentirà la diagnosi precoce dei bambini affetti dall’osteopetrosi ‘da carenza di osteoclasti’, e l’identificazione dei portatori delle mutazioni. Inoltre permetterà di effettuare la diagnosi prenatale, che potrebbe aprire la strada all’esecuzione del trapianto di midollo in utero. Il trapianto di midollo è infatti l’unica cura attualmente disponibile ma non sempre ha successo perché spesso non riesce a modificare i danni instauratisi dopo la nascita”.

Che cos’è l’osteopetrosi? E come si manifesta?
“L’osteopetrosi colpisce un bambino ogni 100 mila ed è catalogata dall’OMS come una delle 5 mila malattie più rare al mondo, di cui la maggior parte sono di origine genetica. È caratterizzata da un’alterazione progressiva della struttura ossea che da un lato porta al restringimento dello spazio interno dell’osso, impedendo così al midollo la corretta produzione delle cellule sanguigne, e dall’altro provoca la compressione dei nervi del cranio con danni a livello neurologico come la cecità e la sordità, con conseguenze sempre letali.
L’osso, anche nell’adulto è una struttura soggetta a continui rimodellamenti. Da un lato gli osteoblasti, un particolare tipo di cellule prodotte nel midollo, tendono a depositare minerali nella matrice ossea; dall’altro gli osteoclasti, anch’essi prodotti nel midollo osseo, tendono a degradare la matrice ossea e a liberare minerali. Un osso normale è in realtà il prodotto di un equilibrio tra questi due processi di segno opposto. Se l’osteoclasta, a causa di un difetto nel gene RANK individuato in quest’ultimo studio, non è in grado di svolgere correttamente la sua funzione, si verifica una perdita dell’equilibrio tra deposizione e demolizione dell’osso. Il conseguente sbilanciamento a favore dell’osteoblasta provoca un aumento della ‘durezza’ dell’osso, che diviene come ‘di pietra’ (da qui il nome osteopetrosi), e un’alterazione della forma, non più funzionale ai propri compiti”.

Per il gruppo ITB del CNR che lavora in Humanitas, da 10 anni impegnato a comprendere i meccanismi di sviluppo di questa rara malattia, l’individuazione della mutazione genetica responsabile dell’osteopetrosi da carenza di osteoclasti rappresenta l’ultima scoperta, in ordine di tempo.
“Abbiamo cominciato a studiare l’osteopetrosi nel 1998 e nel 2000 siamo riusciti ad individuare il gene responsabile di una delle forme gravi della malattia. Successivamente, tra il 2000 e il 2007, abbiamo contribuito ad identificare i geni coinvolti in altre tre forme della patologia. Queste scoperte ci hanno permesso di stabilire quali forme si possono curare con un trapianto di midollo, e quali invece necessitano di un approccio terapeutico diverso e innovativo. Come la terapia genica, che mira a sostituire il gene ‘sbagliato’ nel tentativo di eliminare definitivamente la malattia. Purtroppo però ci sono ancora diversi problemi da risolvere, primo fra tutti individuare un ‘vettore’ capace di trasferire in modo efficiente il gene corretto all’interno della cellula. E’ quindi necessario dedicare ulteriore tempo e investimenti in questa direzione”.

Il vostro team è diventato un punto di riferimento fondamentale per i pazienti affetti da questa malattia.
“In Humanitas oggi è attivo uno dei pochi laboratori al mondo in grado di fornire una diagnosi certa dell’osteopetrosi e della sua forma specifica. Se i test evidenziano la presenza della forma classica della malattia, di cui è responsabile il gene ATP6, è possibile curare il paziente con un trapianto di midollo una procedura che presto potrebbe essere effettuata già in fase prenatale. Ad ogni modo una diagnosi precisa eseguita prima della nascita consente di procedere immediatamente dopo il parto con l’operazione, evitando che il bambino appena nato possa cominciare a soffrire per le prime gravi conseguenze della malattia”.

Perché è importante studiare la genetica?
“Una conoscenza immediata e approfondita delle caratteristiche genetiche di ciascuno di noi ci consentirà di effettuare diagnosi estremamente precise e con largo anticipo. Sarà possibile individuare la predisposizione individuale alle malattie e non solo: saremo anche in grado di elaborare strategie terapeutiche mirate e innovative. Nel tempo potremo, probabilmente, arrivare ad identificare le varianti genomiche coinvolte nelle malattie multifattoriali, ovvero quelle che dipendono dall’interazione tra diversi geni combinati con fattori ambientali. Ma già oggi siamo in grado, a livello di vita prenatale, di diagnosticare con certezza alcune gravi patologie monogeniche, ossia provocate dalla alterazione di un singolo gene. Si tratta di una grande opportunità per elaborare in anticipo le migliori strategie terapeutiche”.

E quali sono le linee di ricerca del vostro team in Humanitas?
“L’ultima scoperta sull’osteopetrosi da carenza di osteoblasti si inserisce nell’ambito della ricerca sul Genoma Umano che il gruppo ITB del CNR ha iniziato anni fa nell’ambito del Progetto diretto da Renato Dulbecco, premio Nobel per la Medicina. Tra le scoperte precedenti del gruppo, nel campo delle malattie ereditarie, l’identificazione dei geni responsabili della Trombocitopenia legata al cromosoma X, dell’Immunodeficienza Combinata Grave da difetto di JAK3 (SCID), della sindrome di Omenn, della sindrome di Cornelia de Lange legata al cromosoma X oltre ai numerosi studi sull’osteopetrosi recessiva maligna.
Oggi, effettuare i nostri studi in Humanitas ci permette di collaborare con Alberto Mantovani ed il suo team. Le loro scoperte sono un punto di riferimento fondamentale sull’immunità innata, un aspetto che finora non è stato preso adeguatamente in considerazione nell’ambito delle patologie di cui ci occupiamo. In particolare gli studi sulle cellule monocitiche, i globuli bianchi che attivano il sistema immunitario, potrebbero dare un importante contributo nella conoscenza dell’osteopetrosi, la patologia su cui sono maggiormente concentrati i nostri sforzi”.

Di Monica Florianello