Progetto: Superamento del difetto di trascrizione nella Atassia di Friedreich con piccole molecole.

Principale ricercatore: Dott. Massimo Pandolfo, Università Libre de Bruxelles, Bruxelles, Belgio

Riassunto scientifico: L’atassia di Friedreich è dovuta alla deficienza della proteina mitocondriale fratassina (FXN), causata dalla espansione della tripletta GAA ripetuta nel primo introne del gene. L’ espansione GAA può adottare una struttura anormale che induce la condensazione della cromatina responsabile del silenziamento del gene. Incrementando la produzione di FXN nelle persone con atassia di Friedreich, può essere possibile fermare il corso della malattia e anche indurre alcuni miglioramenti.
Noi abbiamo generato un modello murino che porta le ripetizioni GAA nel gene endogeno della fratassina, responsabile del ridotto livello di fratassina. Noi useremo questo modello, cellule provenienti dal modello murino medesimo e dai pazienti per testare due classi di molecole che possono aumentare i livelli di FXN: le pirrolo-imidazolo poliammidi che si legano alle ripetizioni GAA e gli inibitori delle istone deacetilasi (HDACi) che inducono la decondensazione della cromatina annullando perciò il silenziamento del gene. Studi preliminari condotti dai nostri collaboratori e nel nostro laboratorio hanno mostrato che queste due classi di molecole possono entrambe aumentare la FXN, ma le poliammidi sembrano richiedere una replicazione cellulare per ottenere l’effetto desiderato. Mentre alcune HDACi sono efficaci anche in cellule non replicanti. Noi confermeremo l’efficacia di queste molecole in animali viventi, investigheremo il loro meccanismo di azione e analizzeremo il loro effetto complessivo sull’espressione del gene.

Strategia:Le persone con Atassia di Friedreich (AF) producono una quantità molto ridotta di una proteina chiamata fratassina che è essenziale per il corretto funzionamento dei mitocondri, i componenti della cellula preposti alla produzione di energia. Questo perché le persone con AF sono portatrici di un segmento di DNA espanso nel gene della fratassina (denominato espansione della ripetizione della tripletta GAA) che diminuisce la capacità del gene della sintesi diretta di fratassina.
In questo progetto noi abbiamo programmato di studiare molecole che annullino questa condizione e ripristinino livelli sufficienti di fratassina. Noi lavoreremo in collaborazione con il laboratorio del Prof .Joel Gottesfeld( Dipartimento di Biologia Molecolare, SCRIPPS institute, La Jolla, CA) che ha sviluppato queste molecole e che le ha testate in culture cellulari prese dai pazienti.
Pertanto testeremo queste molecole in topi che portano una espansione della ripetizione delle triplette GAA nel gene della fratassina e in persone con FA. Determineremo se queste molecole sono in grado effettivamente di aumentare il livello di fratassina nei topi e se il loro effetto sia sufficientemente specifico e non induca anche effetti indesiderati.

Il progetto del valore di 110.000 € è co-finanziato da (ordine alfabetico):
Ataxia UK, Friedreich’s Ataxia Research Alliance con MDA/Seek a miracle, Friedreich’s ataxia Society Ireland e GoFAR- RUDI Committee.

Siamo riconoscenti alla National Ataxia Foundation (NAF) per aver contribuito all’ avanzamento del progetto con il pagamento del salario della Dott.ssa Soragni del team del Prof. Gottesfeld per un addizionale anno.

Progetto: Uso delle pirrolo-imidazolo-poliammidi e degli inibitori delle istone deacetilasi per superare il deficit trascrizionale nell’Atassia di Friedreich.

Obiettivi: Finanziare l’attività di ricerca sperimentale del gruppo del Prof. Massimo Pandolfo presso il centro di neurologia sperimentale dell’Ospedale Erasme di Brusselles. Gli esperimenti permetteranno di identificare molecole capaci di aumentare i livelli di fratassina in cellule ed animali che portano la mutazione caratteristica dell’Atassia di Friedreich. I risultati preliminari su cellule in cultura sono assai promettenti. La verifica sul modello murino dei risultati attesi permetterà di costruire le basi per una sperimentazione clinica su pazienti affetti di AF.

Strategia: Valutazione dell’effetto di derivati di FA1 e di BML-210 in differenti tipi di cellule isolate da individui affetti da AF. I livelli di fratassina saranno determinati tramite immunofluorescenza, citometria a flusso, western blot (proteina) e RT-PCR in tempo reale (mRNA). Generazione di linee cellulari da topi “knock” per un’espansione GAA nel gene murino della fratassina. Per studiare l’effetto degli inibitori delle istone deacetilasi e delle pirrolo-imidazolo poliammidi si isoleranno cellule staminali nervose e gliali. Queste cellule differenziate saranno esposte alle molecole in studio. Dopo studi preliminari di farmaco cinetica e tossicità previsti nel laboratorio del Prof.Gottesfeld, le molecole più promettenti saranno somministrate ai topi knock-in. Saranno quindi valutate sia le capacità di coordinazioni in test, sia i livelli di fratassina in diversi organi: cervello, cervelletto,midollo spinale,cuore.

Destinatari: Prof. Massimo Pandolfo, chef de Service de Neurologie Universitè Libre de Bruxelles-Hopital Erasme, Route de Lennik 808, 1070 Brusseles,Belgium Partners: Prof. Joel Gottesfeld, Dep.of Molecular Biology, The SCRIPPS research institute,10550 North Torrey Pines Road, La Jolla, California 92037.

Il progetto si pone come obiettivo l’ identificazione di molecole non tossiche che aumentino significativamente e il più possibile specificamente la produzione di fratassina, correggendo le modificazioni biochimiche indotte dal deficit di questa proteina.

Il progetto del valore di 100.000 € è finanziato dal Comitato RUDI ONLUS con il contributo di 50.000 € della Fondazione CRT di Torino.