“L’ATP1A3 è fondamentale per molti processi biologici cellulari. È uno dei geni più importanti che abbiamo nel nostro cervello” – afferma Richard Smith, un ricercatore della Divisione di genetica e genomica del Boston Children’s Hospital.1
La dichiarazione di Smith si inserisce nell’ambito di uno studio specifico condotto da un team di ricercatori degli Stati Uniti sul ruolo precoce del gene ATP1A3 nello sviluppo del cervello. L’articolo scientifico “Early role for a Na+,K+-ATPase (ATP1A3) in brain development” è stato pubblicato il 22 giugno scorso negli Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze degli Stati Uniti d’America (PNAS: Proceedings of the National Academy of Sciences).2
La ricerca è iniziata dall’analisi dei geni coinvolti nella comparsa della polimicrogiria, una malattia neurologica molto rara causata da una malformazione cerebrale. I bambini affetti da questa sindrome hanno una corteccia cerebrale con molte più pieghe rispetto al normale, che porta a un grave ritardo dello sviluppo, disabilità intellettiva ed epilessia. Questa condizione è causata da mutazioni in diversi geni, uno dei quali si è dimostrato cruciale nel processo di sviluppo del cervello: il gene ATP1A3.
Questo gene codifica per una proteina che fa parte della pompa cellulare sodio-potassio, responsabile del movimento degli ioni attraverso la membrana cellulare, un processo basilare per il corretto funzionamento dei neuroni.
In due fasi dello sviluppo cerebrale iniziale, i ricercatori hanno analizzato i campioni di tessuto umano donati da varie banche dati biologiche e hanno rilevato che le mutazioni del gene ATP1A3 possono alterare l’equilibrio tra eccitazione e inibizione nel cervello. Svelare questa specifica fisiopatologia offre una base potenziale per il trattamento delle malattie correlate al gene ATP1A3 che colpiscono lo sviluppo prenatale e della prima infanzia.
Oltre alla polimicrogiria, le mutazioni del gene ATP1A3 sono associate a diverse malattie neurologiche come l’emiplegia alternante e la distonia parkinsonismo a insorgenza rapida. Dalla ricerca emerge che l’analisi del gene ATP1A3, oltre a sostenere chi soffre di queste rare sindromi, contribuisce a produrre conoscenze fondamentali nel campo della biologia poiché aiuta a comprendere in che modo il cervello sviluppa i suoi contorni e il suo modello organizzativo fin dalla tenera età.
Mentre i pazienti con polimicrogiria presentano una malformazione strutturale più difficile da invertire, si ritiene che le altre malattie appartenenti a questo spettro possano essere più suscettibili di intervento terapeutico e, se trattate prima che diventino clinicamente evidenti, si possano ridurre i danni provocati dalle mutazioni del gene ATP1A3.
1. Cfr. pagine web:
https://answers.childrenshospital.org/atp1a3-polymicrogyria/
2. Cfr. articolo in inglese:
“Early role for a Na+,K+-ATPase (ATP1A3) in brain development”
https://doi.org/10.1073/pnas.2023333118
Richard S. Smith; Marta Florio; Shyam K. Akula; Jennifer E. Neil; Yidi Wang; R. Sean Hill; Melissa Goldman; Christopher D. Mullally; Nora Reed; Luis Bello-Espinosa; Laura Flores-Sarnat; Fabiola Paoli Monteiro; Casella B. Erasmo; Filippo Pinto e Vairo; Eva Morava; A. James Barkovich; Joseph Gonzalez-Heydrich; Catherine A. Brownstein; Steven A. McCarroll; Christopher A. Walsh.