Geni perduti per la terapia genica metabolica
I mitocondri sono le riserve di energia della cellula e generano la maggior parte dell’energia necessaria per tutti i processi cellulari. Le malattie mitocondriali portano a disordini generalmente multisistemici dagli effetti devastanti e si pensa siano il risultato di difetti del sistema di fosforilazione ossidativa mitocondriale. Gli enzimi ossidasi alternativa (AOX) fanno parte di ulteriori percorsi e sono assenti in molti vertebrati e insetti, ma presenti in altre linee evolutive. Un esempio classico è l’ascidia, Ciona intestinalis. Il progetto ALTERNATIVE OXIDASE (Investigating the roles of the mitochondrial alternative oxidase of Ciona intestinalis) ha studiato i percorsi in cui viene coinvolto l’AOX, da che cosa viene regolata la sua funzione e in che modo questo enzima influisce sul metabolismo dell’organismo. Le maggiori conoscenze sui percorsi respiratori alternativi degli animali potrebbero rappresentare la base per le terapie dei disordini mitocondriali. I ricercatori hanno analizzato l’espressione di AOX della C. intestinalis nel moscerino della frutta, la Drosophila melanogaster, esaminando in che modo nutrizione, temperatura e specificità dei tessuti influiscono sullo sviluppo e sulla competitività dei maschi nei moscerini transgenici. La limitazione dei carboidrati ha ridotto lo sfarfallamento degli adulti fino al 35 %. Anche a 29 gradi centigradi, con una dieta ad alto contenuto di grassi e zuccheri elevati o assenti si sono verificati problemi con l’eclosione. I risultati indicano una correlazione tra bassi livelli di zuccheri e alti livelli di grassi e una bassa percentuale di sfarfallamento degli adulti. A differenza di quanto avviene con gli insetti non modificati, lo sperma dei maschi che esprimevano AOX è risultato difettoso. Durante la competizione per lo sperma nella Drosophila, il secondo maschio elimina il primo sperma dal ricettacolo spermatico della femmina, sostituendolo con il proprio, ma i maschi con espressione di AOX non mostrano questo tratto competitivo, poiché lo sperma non lascia mai i testicoli per essere conservato nelle vescicole seminali. Lo studio condotto dal team ALTERNATIVE OXIDASE ha mostrato che l’espressione di AOX, quando combinata con stress legati alla dieta e alla temperatura, può influire sulla forma fisica dei maschi. Questi possibili effetti collaterali sono emersi qui per la prima volta e la ricerca sulle terapie genetiche a base di AOX per i disordini mitocondriali dovranno tenerne conto.
Parole chiave
Terapia genica, ascidia, malattie mitocondriali, sistema di fosforilazione ossidativa mitocondriale, AOX
