Huntington: come i neuroni dello striato si formano durante lo sviluppo del cervello

Esce su Science uno studio del gruppo di ricerca diretto da Elena Cattaneo, docente del Dipartimento di Bioscienze dell’Università Statale di Milano, che mappa per la prima volta a livello di singola cellula, i geni che guidano lo sviluppo dei neuroni dello striato nel cervello umano, l’area cerebrale affetta nell'Huntington, una malattia neurologica ereditaria attualmente senza cura e da sempre argomento di studio del team di ricerca.

Dal 2015 il gruppo Cattaneo è localizzato presso e partecipa alle attività dell’Istituto Nazionale Genetica Molecolare (INGM) “Romeo ed Enrica Invernizzi” dove collabora per lo sviluppo delle tecnologie genomiche di cui INGM è da sempre promotore, con l’intento di applicare la genomica allo studio della malattia di Huntington.

Lo studio pubblicato su Science si è svolto in collaborazione con il team di Massimiliano Pagani, docente di Biologia molecolare in Statale e fino al 2020 responsabile del programma Integrative Biology presso l’INGM. Pagani è stato tra i primi in Italia a sviluppare le tecnologie “single cell” applicandole allo studio dell’immunologia, argomento di cui INGM si occupa sotto la Direzione di Sergio Abrignani, docente del nostro Ateneo.

Tra gli autori dello studio su Science anche Giulio Pavesi del Dipartimento di Bioscienze della Statale, oltre a ricercatori della Washington University di St Louis e dell’Università di Cambridge. 

"Tra gli elementi chiave e innovativi di questo studio – afferma Elena Cattaneo - ci sono l’identificazione di nuove popolazioni cellulari, uniche di questa regione cerebrale colpita nell’Huntington, e la mappatura di un pannello di “long noncoding RNAs”, mai descritti prima, specifici per la specie umana e che potrebbero spiegare la complessità del nostro cervello rispetto ad altre specie. Le competenze presenti in Ingm e quelle del Dipartimento di Bioscienze sono state fondamentali per procedere, oltre alla capacità tecnologica, progettuale e interpretativa e all’inesauribile entusiasmo delle persone giovani e meno giovani del nostro laboratorio che hanno firmato come primi autori questo articolo, tra loro Vittoria Bocchi. Questo lavoro ci ha impegnato in modo continuativo per quasi 5 anni: raggiungere una vetta così alta, dei risultati così importanti è stato possibile solo grazie ad un serrato lavoro di squadra”.

Utilizzando una tecnologia di sequenziamento del trascrittoma chiamata “single-cell RNA-sequencing” il gruppo di ricerca è riuscito ad analizzare un’enorme mole di dati utilizzando metodi computazionali nuovi e all’avanguardia per ricostruire la composizione dello striato e come genera la diversità cellulare nel tempo. 

“Questo studio – conclude Vittoria Bocchi, che ha completato il Dottorato in Scienze Biologiche e Molecolari ed è assegnista di ricerca nel Cattaneo Lab, primo autore dello studio su Science - mette a disposizione della comunità scientifica e medica una descrizione sistematica della diversità cellulare dello striato durante lo sviluppo embrionale umano, fornendo un importante punto di riferimento per capire i meccanismi della malattia di Huntington. Pensiamo di poter utilizzare queste conoscenze e i nuovi geni identificati per aumentare l’efficienza della generazione di questi neuroni in laboratorio, da staminali, e quindi, nel futuro, verificarne la funzionalità dopo il loro trapianto sperimentale”.

"La pubblicazione di oggi dimostra ancora una volta come l'università pubblica faccia formazione e ricerca di eccellente qualità competendo con i migliori al mondo, nonostante decenni di sottofinanziamento", commenta Marco Muzi Falconi, direttore del Dipartimento di Bioscienze di cui fa parte il gruppo Cattaneo. "Nel salutare con orgoglio la notizia della pubblicazione dello studio del gruppo della professoressa Cattaneo che alimenta quella ricerca di base senza la quale nessuna applicazione traslazionale è possibile,
non posso non notare che tutti i fondi su cui si è retta questa importante ricerca arrivano da Stati Uniti e Unione Europea. Se questo è nota di merito per un gruppo competitivo e ben conosciuto nel mondo confido anche - conclude Muzi Falconi - che con gli impegni assunti, da ultimo anche con il PNRR, la ricerca tutta possa trovare il necessario sostegno continuativo anche nel nostro paese e disporre di bandi sempre competitivi e valutazioni nel merito”.

Lo studio pubblicato su Science è stato finanziato con grants competitivi della C.H.D.I Foundation di New York (U.S.A.) e dell’Unione Europea relativamente ai consorzi Neurostemcellrepair (2013-2017; 12 partners) e NSC-Reconstruct (2020-2023; 13 partners) che rappresentano, rispettivamente, il secondo e il terzo progetto europeo vinti e coordinati da Elena Cattaneo nell’ambito dei programmi quadro FP7 e Horizon2020. Nel 2017 il gruppo Cattaneo si è aggiudicato un ERC Advanced Grant.