di
Anna Fusina
Progetto
Genoma 21 (“21 Maps”):
è il nome del nuovo progetto guidato dal Prof.
Pierluigi Strippoli, del Dipartimento di Medicina Specialistica,
Diagnostica e Sperimentale dell’Università di Bologna per la ricerca di una
cura per la Sindrome di Down, la più frequente anomalia cromosomica dell’uomo,
con una frequenza di 1 su 400 concepiti ed 1 su 700 nati vivi.
Si tratta di un
approfonditissimo e rigoroso studio mai sinora eseguito del genoma, del
trascrittoma e del metiloma di ogni soggetto, associato alla raccolta
sistematica ed approfondita di tutti i dati clinici.
Il Progetto ha come scopo l’integrazione di dati derivanti da indagini a livello
clinico, molecolare e bioinformatico, che rendano possibile la costruzione di
“mappe” da cui sia possibile rilevare una rappresentazione di insieme dei
meccanismi patogenetici della trisomia 21, specificatamente per
l’individuazione di marcatori specifici che possano costituire dei “bersagli”
di terapie innovative.
Progetto Genoma 21 prevede uno studio sistematico della sindrome
di Down, articolato in vari filoni di ricerca (cfr. www.dimes.unibo.it/it/risorse/files/progetto-genoma-21):
- -
identificazione di marcatori molecolari fenotipo-specifici.
La complessità della sindrome di Down richiede infatti un approccio di studio
integrato al fine di identificare
correlazioni genotipo-fenotipo utili a scoprire nuove terapie fondate
sul meccanismo patogenetico della sindrome di Down. Verrà utilizzata a tale
scopo una nuova tecnologia che ha rivoluzionato negli ultimi anni le analisi
genetiche e genomiche: il “Sequenziamento
massivo di nuova generazione” (Next Generation Sequencing, NGS). L’utilizzo
dell’NGS permetterà al gruppo di eseguire uno studio sistematico della sindrome
di Down che effettuerà una correlazione dei dati clinici e fenotipi con i dati
ottenuti dall’analisi di esoma, trascrittoma, metiloma oltre che dallo
studio del metaboloma;
- - meta-analisi
del profilo di espressione genica di
cellule normali e trisomiche attraverso l’utilizzo di uno strumento di biologia computazionale innovativo (TRAM).
Il software sviluppato dal gruppo di ricerca del Prof. Strippoli (TRAM, Lenzi
et al. 2011) consentirà di produrre
mappe di attività genica (mappe di trascrizione quantitative) che consentiranno
di identificare i geni del cromosoma 21
espressi ad alto livello nei tessuti coinvolti nelle manifestazioni tipiche
della trisomia 21 e di fare il confronto tra cellule dello stesso tipo normali
e con trisomia 21;
- - integrazione di dati disponibili in letteratura
riguardanti indagini citogenetiche eseguite su individui con trisomia parziale
del cromosoma 21;
- -
analisi
di associazioni tra geni localizzati sul cromosoma 21 e codici Gene Ontology
corrispondenti, identificativi della funzione del gene (Gene Ontology è un progetto
bioinformatico che ha lo scopo di
rendere disponibile un vocabolario di termini, “ontologia” appunto, che
descrivano le caratteristiche di un prodotto genico. Attraverso l’uso delle sue
applicazioni il gruppo di ricerca cercherà di costruire una mappa che
rappresenti le funzioni geniche ed i processi biologici sovra-rappresentati
potenzialmente associabili ai sintomi caratteristici della sindrome di Down;
- - elaborazione
di teorie sul funzionamento del genoma umano e del cromosoma 21 utili alla
costruzione di un modello patogenetico complessivo per i sintomi della trisomia
21 ed alla individuazione di nuovi approcci terapeutici.
Il gruppo di ricerca,
guidato dal Prof. Strippoli, ha una
documentata esperienza di ricerca in genetica molecolare, genomica e biologia
computazionale/bioinformatica ed ha
identificato negli ultimi anni anche uno dei geni del cromosoma 21 (presente in
tre copie nelle persone con sindrome di Down) sfuggito alle analisi precedenti
condotte nell’ambito del Progetto Genoma. Ha descritto inoltre alcune
caratteristiche generali della struttura e della funzione del cromosoma 21 nel
suo complesso ed ha messo a punto metodi originali utili per analizzare il
genoma umano. Sta effettuando inoltre uno studio sistematico dell’opera
scientifica di Jérôme Lejeune, scopritore della trisomia 21, i cui articoli
scientifici risultano sorprendentemente
attuali se si pensa che in Genetica gli articoli risultano “datati” nel
giro di pochi anni. Questi studi rappresentano per il gruppo guidato dal Prof. Strippoli una fonte straordinaria di intuizioni ed idee
spesso rimaste non verificate, che oggi potrebbero essere sottoposte al vaglio
dei moderni mezzi della genomica e della bioinformatica.
Per la realizzazione di
Progetto Genoma 21, il gruppo si
avvarrà della collaborazione della Prof.ssa Maria Zannotti, già Professore associato
di Biologia Applicata presso l’Università di Bologna ed attualmente in
pensione, che è stata allieva a Parigi del Prof. Jérôme Lejeune alla fine degli
anni ’60 ed ha portato poi il filone di
ricerca sulla trisomia 21 all’Università di Bologna.
Il Progetto verrà
inoltre realizzato anche attraverso altre collaborazioni, nazionali ed
internazionali: fra cui quelle del Prof.
Guido Cocchi e della Dott.ssa Chiara
Locatelli dell’Unità Operativa di Neonatologia del Policlinico S.
Orsola–Malpighi dell’Università di Bologna, della Dott.ssa Maria Chiara Mimmi, del Dipartimento di Scienze Mediche e
Biologiche dell’Università di Udine, della Dott.ssa
Anna Concetta Berardi del Laboratorio di Cellule Staminali del Dipartimento
di Medicina Trasfusionale dell’Ospedale Santo Spirito di Pescara, della Dott.ssa
Doris Ricotta e della Dott.ssa
Annalisa Radeghieri del Dipartimento di Medicina Molecolare e Traslazionale
dell’Università di Brescia, della Prof.ssa
Donatella Barisani, del Dipartimento di Scienze della salute
dell’Università di Milano-Bicocca, del Prof.
Mark Basik del Laboratorio di Genomica dei Tumori, Dipartimento di
Oncologia e Chirurgia dell’Istituto Lady Davis dell’Università McGill di
Montreal (Canada), della Dott.ssa Maria
Chiara Monaco, del Laboratorio di Medicina Molecolare e Neuroscienze
dell’Istituto Nazionale di Malattie
Neurologiche e Danni Cerebrovascolari dell’Istituto Nazionale della Salute di
Bethesda (U.S.A.), del Dott. Alessandro
Ghezzo, del Dipartimento di Medicina
Specialistica, Diagnostica e Sperimentale (DIMES) dell’Alma Mater Studiorum
(Università di Bologna) e del Prof. Marco
Seri, dell’Unità operativa di Genetica Medica del Policlinico S. Orsola-Malpighi,
del Dipartimento di Scienze Mediche e
chirurgiche dell’Università di Bologna.
La realizzazione di Progetto Genoma 21 dipende dai fondi che si otterranno per il suo
finanziamento, che risente della carenza di sovvenzioni dedicate alla ricerca
sperimentale e dall’indirizzamento di
molti studi alla diagnosi prenatale della sindrome di Down, anzichè alla sua
cura. Per questo motivo ogni contributo è essenziale al fine di sostenere
questa attività di ricerca. Per effettuare donazioni a sostegno di questo
progetto attualmente in corso si possono reperire le indicazioni al link
disponibile in fondo alla pagina web: http://apollo11.isto.unibo.it/
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