Per settant’anni li abbiamo chiamati “spazzatura genetica” e li abbiamo ignorati. Adesso queste molecole di RNA spazzatura potrebbero essere la chiave per far camminare di nuovo chi è paralizzato. Un team israeliano ha dimostrato che 453 sequenze RNA, considerate inutili e difettose, sanno fare qualcosa di straordinario: far ricrescere i nervi danneggiati.
Non solo quelli periferici, che già sappiamo rigenerarsi lentamente, ma anche quelli del cervello e del midollo spinale. Quelli che, quando si rompono, non dovrebbero mai più guarire. La scoperta del Weizmann Institute potrebbe cambiare il destino di milioni di persone con lesioni spinali, ictus e malattie come la SLA.
RNA spazzatura: la scoperta che ribalta tutto
I ricercatori del Weizmann Institute of Science guidati da Mike Fainzilber hanno identificato centinaia di molecole di RNA spazzatura che stimolano la crescita delle cellule nervose periferiche. Quando queste molecole vengono introdotte artificialmente, riescono anche a innescare la ricrescita nelle cellule del sistema nervoso centrale dei topi. La ricerca, pubblicata sulla rivista Cell, dimostra che quello che consideravamo materiale genetico di scarto è invece fondamentale per la riparazione nervosa.
Come spiega Fainzilber:
Non esistono ancora trattamenti efficaci per accelerare la crescita e la rigenerazione delle cellule nervose. Anche se l’accelerazione della crescita osservata nel nostro studio non è ancora sufficiente per affrontare la paralisi clinica, è sicuramente significativa.
Come funzionano i GI-SINE, molecole di RNA spazzatura
Il team ha scoperto che un gruppo speciale di molecole chiamate GI-SINE (growth-inducing Short Interspersed Nuclear Elements) gioca un ruolo chiave nella crescita nervosa dopo una lesione. Questi RNA appartengono a una famiglia più ampia nota come B2-SINE, elementi ripetitivi e non codificanti del genoma. Per decenni gli scienziati li avevano liquidati come “DNA spazzatura” perché non codificano per proteine, ma il nuovo studio dimostra che i GI-SINE attivano un programma molecolare che aiuta le cellule nervose a ricrescere dopo il danno.
Quando un nervo si danneggia, i GI-SINE si attivano nei neuroni sensoriali e aumentano la produzione di proteine necessarie per la rigenerazione dell’assone. Questa scoperta ribalta completamente la nostra comprensione di quello che consideriamo “materiale genetico inutile”. Come vi raccontavo in questo articolo, la ricerca sulla rigenerazione biologica sta facendo passi da gigante.
I ricercatori hanno utilizzato tecniche avanzate come il sequenziamento RNA per rilevare i cambiamenti nelle molecole di RNA spazzatura dopo lesioni nei neuroni sensoriali. Hanno scoperto che questi elementi si attivano tramite fattori di trascrizione AP-1, si legano ai ribosomi e alla nucleolina, e reindirizzano la sintesi proteica dalle punte degli assoni al corpo cellulare principale per potenziare la ricrescita.
Dai nervi periferici al sistema nervoso centrale
Nei modelli murini, dopo lesioni del nervo sciatico, i ricercatori hanno trovato che i GI-SINE si attivavano naturalmente, aiutando i neuroni a far crescere nuovi assoni. La rigenerazione naturale avveniva perché il nervo sciatico fa parte del sistema nervoso periferico, ma era potenziata dalle molecole di RNA spazzatura. Quando gli scienziati hanno analizzato cosa succedeva dopo lesioni al sistema nervoso centrale (cellule gangliari retiniche nell’occhio o tratto corticospinale nel midollo spinale), hanno scoperto che i GI-SINE non si attivavano naturalmente.
Il colpo di scena è arrivato quando i ricercatori hanno aggiunto artificialmente i GI-SINE usando la terapia genica: anche i neuroni centrali hanno iniziato a far ricrescere gli assoni. Questo risultato apre prospettive enormi per il trattamento di ictus, lesioni spinali e malattie neurodegenerative come la SLA.
Dalle cavie ai pazienti umani
Naturalmente, la strada dalla ricerca di base all’applicazione clinica è ancora lunga. Come sottolinea Fainzilber, bisogna assicurarsi che potenziare i meccanismi di crescita non aumenti, per esempio, il rischio di cancro. Il recupero da lesioni nervose periferiche o da malattie sistemiche come il diabete che colpiscono questi nervi può essere molto lento.
Per questo il team sta testando una terapia che potrebbe accelerare la rigenerazione imitando l’attività dei B2-SINE. Lo studio apre collaborazioni promettenti: stanno lavorando con UCLA su un progetto che mostra come il meccanismo scoperto abbia un ruolo nel recupero dall’ictus nei modelli murini. Inoltre, collaborano con l’Università di Tel Aviv, l’Università Ebraica e lo Sheba Medical Center per studiare il possibile ruolo nella SLA.
Eitan Erez Zahavi, primo autore dello studio, ha utilizzato strumenti bioinformatici per identificare 453 sequenze B2-SINE altamente espresse dopo lesioni. La famiglia B2-SINE comprende circa 150.000 sequenze sparse nel genoma murino, ma solo una piccola frazione si rivela cruciale per la rigenerazione nervosa. Come documentano i ricercatori italiani, la rigenerazione nervosa rimane una delle sfide più complesse della medicina.
Le condizioni neurodegenerative colpiscono milioni di persone in tutto il mondo. Anche se la strada da percorrere è ancora lunga, questa scoperta dell’RNA spazzatura offre una speranza concreta: un giorno potremmo essere in grado di sfruttare questo meccanismo di rigenerazione appena scoperto per trattarle.
La natura, come sempre, non butta via niente. Siamo noi che stiamo imparando a guardare meglio.
