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Istituto Telethon di Napoli: ecco il gene che controlla l’attivita’ fisica

I ricercatori dell’Istituto Telethon di genetica e medicina (Tigem) di Napoli hanno dimostrato una nuova e importante funzione del gene TFEB, scoperto nel 2009 proprio dal team del direttore Andrea Ballabio: la capacità di regolare l’attività dei muscoli durante l’esercizio fisico.
 
Lo studio, svolto in collaborazione con il Prof. Marco Sandri dell'Università di Padova, è stato pubblicato sulla rivista Cell Metabolism* e potrebbe aprire le porte al disegno di nuove terapie per patologie quali diabete, obesità e sindrome metabolica. Come spiega Ballabio, «in caso di sforzo fisico TFEB è in grado di regolare l’espressione di vari geni che permettono alle cellule muscolari di utilizzare le fonti di energia: si tratta infatti di geni coinvolti nell’utilizzo del glucosio, della sensibilità all’insulina oppure della funzionalità dei mitocondri, gli organelli cellulari deputati alla produzione di energia».
 
In studi precedenti, i ricercatori del Tigem avevano già dimostrato che TFEB può regolare la risposta cellulare alla carenza di nutrienti. «In questo lavoro – continua Ballabio – abbiamo dimostrato che TFEB controlla anche la risposta dell’organismo all’attività fisica e gioca quindi un ruolo da protagonista nella regolazione di quei processi che forniscono energia ai muscoli. Da solo, infatti, questo gene è in grado di controllare l’espressione e il funzionamento di molti altri geni».
 
Studiando il ruolo di TFEB nel modello murino, i ricercatori hanno osservato che quando questo gene non funziona l’animale non è in grado di sostenere un’attività fisica prolungata. Analizzandone le cellule muscolari, hanno constatato che i mitocondri mostravano una forma anomala ed erano malfunzionanti: in altre parole, le cellule muscolari non erano in grado di produrre abbastanza energia. Per contro, aumentando oltre il normale l’espressione del gene TFEB, i mitocondri apparivano perfettamente sani e in grado di produrre una quantità di energia superiore al normale. 
 
«Questi dati ci hanno colpito molto – commenta Ballabio, che per la scoperta di TFEB è stato insignito nel 2016 del prestigioso premio Louis-Jeantet per la medicina - Finora questo gene non era mai stato associato alla modalità con cui le cellule utilizzano l’energia. Aver scoperto che è in grado di regolare il metabolismo dei muscoli, l’impiego del glucosio e il funzionamento dei mitocondri può avere implicazioni importanti nello studio di malattie quali obesità e diabete, così come in numerose malattie in cui la funzionalità muscolare è compromessa, tra cui le distrofie e atrofie muscolari. Farmaci in grado di modulare l’attività di questo gene potrebbero rivelarsi in futuro delle nuove terapie per il trattamento di queste patologie: un’ulteriore dimostrazione, se ce ne fosse bisogno, di come la ricerca sulle malattie genetiche rare possa aprire finestre molto ampie sul funzionamento del nostro organismo e su come possiamo intervenire laddove non funzioni al meglio».
 
Questo lavoro è il frutto di un’ampia collaborazione internazionale che vede coinvolti oltre all’Italia anche la Cina, gli Stati Uniti e il Regno Unito; tra gli istituti di ricerca coinvolti ci sono, oltre al Tigem, l’Università Federico II di Napoli, l’Istituto veneto di medicina molecolare e l’Università di Padova, l’Università di Cambridge, il North Sichuan Medical College, l’Albert Einstein College of Medicine, il Texas Children’s Hospital e il Baylor College of Medicine di Houston. Lo studio è stato finanziato dalla Fondazione Telethon, dallo European Research Council, dal Ministero dell’Università e Ricerca (MiUR), CARIPARO e Foundation Leducq, oltre che dalla Pennsylvania University e Beyond Batten Disease Foundation, ministero della Salute e National Science Foundation of China.
 
*Gelsomina Mansueto, Andrea Armani, Carlo Viscomi, Luca D’Orsi, Rossella De Cegli,  Elena V. Polishchuk, Costanza Lamperti, Ivano Di Meo, Vanina Romanello, Silvia Marchet, Pradip K. Saha, Haihong Zong, Bert Blaauw, Francesca Solagna, Caterina Tezze, Paolo Grumati, Paolo Bonaldo, Jeffrey E. Pessin, Massimo Zeviani, Marco Sandri, Andrea Ballabio, “Transcription Factor EB Controls Metabolic Flexibility during Exercise”. Cell Metabolism (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2016.11.003
 

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