Un team di ricercatori e ricercatrici del laboratorio Neurobiology of miRNA coordinato da Davide De Pietri Tonelli dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) ha scoperto, e pubblicato sulla rivista EMBO Reports, la correlazione tra una classe di piccole molecole di RNA, i piRNA, e l’infiammazione cerebrale, gettando le basi per lo sviluppo di nuove tecnologie di diagnosi precoce nei confronti di patologie neurodegenerative, come Alzheimer e Parkinson.
L’RNA è una molecola fondamentale per il funzionamento di ogni organismo vivente e può essere raggruppato in più tipologie. Una di queste è chiamata Piwi-interacting RNA (piRNA) e prende il nome dalle proteine con cui interagisce (Piwi). I piRNA regolano il processo di differenziazione delle cellule e sono molecole ben note negli organi riproduttori maschili, dove contribuiscono a preservare la fertilità.
Queste molecole sono presenti anche nel cervello e le sue alterazioni sono correlate allo sviluppo di malattie neurodegenerative, ma il meccanismo era sempre rimasto sconosciuto finora.
La maggior parte degli studi su questo argomento si sono concentrati sui neuroni e hanno sempre trovato scarse quantità di piRNA in queste cellule. Il team IIT, invece, si è concentrato sulle cellule staminali neurali, ossia cellule non specializzate in grado di dare origine a neuroni, nelle quali hanno bloccato la sintesi dei piRNA. I ricercatori e le ricercatrici IIT hanno così osservato che le cellule staminali neurali cessavano di produrre nuovi neuroni, processo che avviene spontaneamente durante l’invecchiamento e che fino ad ora non si pensava potesse dipendere dalla presenza di queste molecole di RNA.
Il gruppo di ricerca ha quindi dimostrato per la prima volta un possibile coinvolgimento dei piRNA nel mantenimento delle corrette funzioni cognitive e nella prevenzione delle malattie legate all’invecchiamento.
Mentre nei neuroni i piRNA sono poco presenti o proprio assenti, il numero delle sequenze piRNA identificate nelle cellule staminali neurali è stato quantificato intorno alle 500.000, in grado di regolare circa 6000 geni, alcuni dei quali collegati a infiammazione cerebrale, invecchiamento e regolazione dei ritmi circadiani, spesso alterati in malattie neurodegenerative.
Il prossimo obiettivo di questa ricerca sarà l’analisi dei piRNA trovati in questi esperimenti, per capire se sono alterati in certe patologie, gettando quindi le basi per nuovi strumenti di diagnostica.
“Il nostro lavoro apre nuove strade per l’uso terapeutico di queste minuscole molecole di RNA per la diagnosi precoce delle patologie cerebrali legate all’età e possibilmente per nuovi trattamenti a base di RNA contro le malattie neurodegenerative come l’Alzheimer e il Parkinson” conclude Davide De Pietri Tonelli, responsabile del laboratorio Neurobiology of miRNA.
Lo studio è stato condotto nell’ambito della recente “RNA initiative” (https://www.iit.it/web/irna) un’iniziativa che coinvolge 18 laboratori di IIT con competenze multidisciplinari. Hanno inoltre partecipato collaboratori del RIKEN Institute giapponese e dell’Università di Amsterdam. Questa ricerca fa parte del progetto nazionale “Sviluppo di terapia genica e farmaci con tecnologia a RNA” ed è stata quindi parzialmente finanziata dal progetto Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR).