Parkinson: scoperto un nuovo gene che apre a nuove prospettive di ricerca nel campo delle malattie neurodegenerative

Presso i laboratori dell’Istituto CSS Mendel di Roma, diretto dal Prof. Bruno Dallapiccola, il gruppo di ricerca coordinato dalla dott. Enza Maria Valente ha scoperto un nuovo gene responsabile di una forma di malattia di Parkinson ad esordio giovanile e trasmissione recessiva (PARK6). La scoperta, frutto di un progetto finanziato da Telethon e condotto in collaborazione con ricercatori inglesi e tedeschi, è stata pubblicata sulla prestigiosa rivista “Science”.

Il gene responsabile della malattia (denominato PINK1) è localizzato sul cromosoma 1 e codifica per una proteina dei mitocondri, le centrali energetiche della cellula responsabili di alcune reazioni metaboliche fondamentali nel mantenimento dell’integrità cellulare .

L’identificazione di questo gene rappresenta una tappa molto importante della ricerca sulle cause della malattia di Parkinson: infatti, la dimostrazione di un legame tra una proteina mitocondriale e la malattia punta l’attenzione su un possibile meccanismo che porta alla neurodegenerazione.

PINK1 potrebbe, infatti, svolgere un ruolo rilevante nel mantenere una corretta funzione mitocondriale e nel proteggere i neuroni da condizioni di stress, come ad esempio lo stress ossidativo. Mutazioni in questo gene rendono, quindi, i neuroni dopaminergici (quelli colpiti dal Parkinson) più vulnerabili a condizioni di stress, con conseguente neurodegenerazione e sviluppo della malattia.

L’identificazione del gene è stata possibile grazie allo studio di due famiglie italiane in cura presso l’Università Cattolica di Roma dalla dott. Anna Rita Bentivoglio, nell’ambito di un progetto sullo studio dei parkinsonismi genetici coordinato dal prof. Alberto Albanese. Una terza famiglia con mutazioni nel gene PINK1 è stata identificata in Spagna. Nonostante l’età d’esordio più giovanile (30-50 anni), il quadro clinico dei pazienti con mutazioni in questo nuovo gene è molto simile a quello della malattia di Parkinson tipica.

Questa scoperta ha delle importanti ricadute per la comprensione dei meccanismi che provocano la malattia di Parkinson, con la possibilità di individuare nuovi approcci terapeutici e neuroprotettivi mirati, ad esempio, a ridurre lo stress ossidativo e a ripristinare la corretta funzionalità mitocondriale.

Dal 1997 Telethon finanzia la ricerca sul Parkinson con un investimento complessivo di circa 750 mila euro per sette progetti, di cui due in corso. I progetti di Telethon su questa malattia sono concentrati sullo studio dei meccanismi che sono alla base della malattia, sul possibile sviluppo di terapie basate sull’uso di cellule staminali e sulle sue origini genetiche, come nel caso del progetto della Dottoressa Valente.

La malattia di Parkinson è la più frequente malattia neurodegenerativa dopo la malattia di Alzheimer. E’ una malattia degenerativa del cervello, lentamente progressiva, che colpisce le cellule cerebrali che producono la dopamina, un importantissimo neurotrasmettitore.

E’ una delle patologie più frequenti dell’età avanzata, dato che l’esordio avviene solitamente dopo i 50 anni, con un picco fra i 59 e i 62 anni. Colpisce circa il 2% della popolazione ultrasessantacinquenne, e il 3-4% della popolazione oltre i 75 anni. Tuttavia la malattia di Parkinson può esordire anche in età più giovanile (terza-quarta decade), soprattutto per quanto riguarda le forme familiari, con frequenza di circa 0.1% nella popolazione al di sopra dei 40 anni. Si stima che almeno 100.000 in Italia sono colpite dalla malattia di Parkinson. La malattia di Parkinson (o Morbo di Parkinson) colpisce in eguale misura uomini e donne.

Nella malattia di Parkinson, per ragioni ancora in parte sconosciute, i neuroni che producono dopamina degenerano, causando una carenza di questo neurotrasmettitore. La conseguenza della degenerazione dei neuroni dopaminergici cerebrali sono i sintomi tipici della malattia: tremore a riposo, lentezza ed impaccio nei movimenti, rigidità muscolare, instabilità posturale. Esistono numerosi farmaci, tra cui la levodopa e gli agonisti della dopamina, per il trattamento sintomatico della malattia di Parkinson. Tuttavia i farmaci al momento disponibili non “curano” la malattia, né influenzano in alcun modo la progressione del quadro clinico.

Nella maggior parte dei casi la malattia di Parkinson, soprattutto quando esordisce nella sesta-settima decade, è sporadica, cioè non è ereditaria. Esistono però alcune forme ereditarie più rare (forme di tipo familiare, denominate con la sigla PARK seguita da un numero progressivo). Le forme ereditarie possono essere trasmesse sia con modalità autosomica dominante, che autosomica recessiva. Le forme ad esordio giovanile tendono ad essere trasmesse in forma recessiva (da due genitori sani), e sono forme a progressione più lenta, andamento solitamente benigno e buona risposta alla terapia.

Alcuni geni responsabili di forme familiari sia dominanti che recessive sono stati individuati di recente. Lo studio della funzione di questi geni sta permettendo di comprendere i meccanismi patogenetici che verosimilmente intervengono anche nelle forme di malattia di Parkinson idiopatica. In questi casi, è verosimile che numerosi fattori di suscettibilità, sia genetici ed ambientali, concorrano a determinare l’insorgenza della patologia.

Al momento, due principali meccanismi cellulari sono stati coinvolti nella malattia di Parkinson: 1) lo stress ossidativo e l’alterazione della funzione mitocondriale, 2) l’accumulo intracellulare di proteine a conformazione anomala e di aggregati proteici.

I mitocondri sono degli organelli presenti in tutte le nostre cellule e svolgono un ruolo fondamentale per la sopravvivenza cellulare, in quanto rappresentano la sorgente di energia della cellula. Se i mitocondri non funzionano in modo efficiente, la cellula non ha energia sufficiente per espletare tutte le sue funzioni vitali e va quindi incontro a morte. Alcune condizioni, come lo stress ossidativo ed i radicali liberi, danneggiano la funzionalità mitocondriale. Questo avviene soprattutto nei neuroni che producono dopamina, in quanto il metabolismo della dopamina di per sé è una fonte di radicali liberi.

Le cellule normalmente mettono in atto efficienti sistemi di difesa, attivando alcuni geni fondamentali che svolgono un ruolo protettivo contro le situazioni di stress. Alcuni dei geni sinora identificati sembrano determinare la malattia di Parkinson attraverso una alterazione della funzione mitocondriale, ma le evidenze a supporto di questa ipotesi sono state sinora di tipo indiretto. La pubblicazione del lavoro della Dottoressa Valente è la prima dimostrazione che la cosiddetta “ipotesi mitocondriale” rappresenta una valida teoria per spiegare almeno in parte la patogenesi della malattia di Parkinson.

“La scoperta del nuovo gene – ha spiegato il prof. Alberto Albanese, direttore del Centro di ricerca sul Parkinson dell’Università Cattolica di Roma – indica per la prima volta che alcuni casi genetici di malattia di Parkinson possono essere causati da una disfunzione di proteine mitocondriali. Il mitocondrio è la fucina in cui si produce l’energia delle cellule nervose: è probabile che una crisi energetica sia responsabile della degenerazione in questi casi di malattia. Un possibile ruolo dei mitocondri era stato già ipotizzato nella malattia di Parkinson (forme comuni, non genetiche), ma non era mai stato dimostrato in modo inequivocabile. Ora esiste la prova per una forma genetica.

E’ ancora presto per dire se e quanto queste scoperte possano essere generalizzate alla maggior parte delle forme di malattia di Parkinson – ha aggiunto Albanese – Ma poiché oggi esistono già farmaci in grado di interferire positivamente con l’insufficienza di funzione mitocondriale, si può ipotizzare che, sulla base di questa nuova scoperta, potranno essere indicati come trattamento precoce in alcune forme di malattia di Parkinson. Avranno l’effetto di ritardare il processo degenerativo interferendo con la crisi energetica da disfunzione mitocondriale“.