Studi molecolari genetici sul funzionamento della proteolipida proteina in mutanti naturali e transgenici del topo
Armin Tagliatore
Dott. medico Studi molecolari genetici sulla funzione della proteolipide proteina in mutanti naturali e transgenici nati il 15.05.1965 a Neckarsulm test di maturità il 30.05.1984 corso di studi presso la facoltà di medicina dal WS 1987 al SS 1996 fisica il 05.04.1989 presso l'università di Heidelberg studio clinico a Heidelberg anno pratico a San Antonio (USA), Houston (USA), Heidelberg esami statali il 23.10.1996 presso l'università di Heidelberg
Come causa della dismielinizzazione precoce della mutazione del topo conosciuta da tempo
Impi
Nel 1987 è stata identificata una mutazione del gene per la proteolipida proteina. La proteolipida proteina (PLP), una proteina 4-transmembrane con 276 aminoacidi, è la principale proteina della mielina nel sistema nervoso centrale, e si caratterizza per un'estrema conservazione evolutiva. Nel 1989 sono state trovate mutazioni del gene PLP in alcuni pazienti con la rara malattia di Pelizeo-Merzbach, una leucodistrofia.
Nel 1990 è stato creato un nuovo mutante di topo dismielinizzato,
Rumpshaker
La Commissione ha adottato una proposta di regolamento (CE) n.
Nella parte I del presente lavoro è stato dimostrato che la causa del fenomeno rumpshaker risiede in uno scambio di aminoacidi della proteina proteolipida (Ile->Thr nel secondo ciclo extracellulare).
Partendo dai tre mouse mutanti PLP ora disponibili, è stato tentato, in parte II, di completarli inserendo un transgene wt-PLP (dal momento che il gene PLP è localizzato sul cromosoma X, non esiste in natura una situazione heterozigota cellulare). Per questo motivo il gene PLP è stato clonato e mappato su un cosmide. Sono state stabilite due linee transgeniche che hanno espresso correttamente il transgene ontogeneticamente e topologicamente. Queste linee transgeniche sono state incrociate con i mouse mutanti (impy, impy msdzt e rumpshaker).
100% del livello wt) sono rimasti
IMPY-
e
Impi
msd
-I topi che portavano il transgene,
La maggior parte delle persone che si trovano in questo paese, come i loro fratelli non geneticamente modificati, vivono in condizioni simili a quelle dei loro fratelli non geneticamente modificati.
Rumpshaker
La mutazione, invece, è stata "geneticamente" curata:
I topi non presentavano quasi nessuna atassia e nessun tremore, ma i topi Jimpy che esprimevano il gene wt-PLP mostrano una ridotta mortalità oligodendrocitaria rispetto agli animali Impy non transgenici. Un modello per spiegare questi risultati suggerisce una funzionale homo-o hetero-oligomerizzazione del PLP.
La parte III, infine, ha esaminato in modo più approfondito l'impressionante osservazione che gli animali transgenici PLP
Le linee transgeniche generate nella parte II hanno mostrato
L'analisi morfologica degli animali ha rilevato una forte dismielinizzazione del CNS e una massiccia astrogliosi. Gli oligodendrociti sembrano essere in gran parte normali. La carenza sembra essere causata da un disturbo della differenziazione degli oligodendrociti terminali.
In parte IV, infine, alcuni pazienti con diagnosi clinica di M. Pelizaeus-Merzbacher sono stati esaminati per una possibile mutazione del gene PLP, ma non siamo stati in grado di fornire alcun indizio di alterazione del gene PLP in questi pazienti.
Questo è in linea con i rapporti di altri gruppi che hanno
L'effetto dismielinizzante dell'espressione eccessiva di PLP nei topi transgenici rappresenta una prova sperimentale che il raddoppiamento della dose di PLP nei pazienti di Pelizäus-Merzbacher con duplicazione parziale del cromosoma X è la causa probabile della malattia. Questa è la prima prova a cui siamo consapevoli che i cambiamenti di dose di singoli geni possono essere causa di malattie genetiche e un interessante parallelo nei pazienti con malattia di Charcot-Marie-Tooth tipo Ia.
Il meccanismo attraverso il quale l'aumento della dose di PLP conduce alla dis- o demillinizzazione
Nel 1994 è stata trovata in un paziente con paraplegia spastica X-accoppiata la stessa mutazione puntuale del topo rumpshaker. I pazienti con paraplegia spastica si caratterizzano da un fenomeno molto lieve rispetto al Pelizaeus-Merzbach e da una elevata variabilità del fenomeno attraverso diverse generazioni, entrambi caratteristiche del topo rumpshaker.
Nel complesso, le mutazioni del PLP si presentano ora come un vasto spettro che, negli esseri umani, va dalle mutazioni di punto, che provocano la paraplegia spastica, alle delezioni e alle duplicazioni nella gravità crescente del corso della malattia, fino a mutazioni di punto con il mortale M. Pelizaeus-Merzbacher. Lo studio dei modelli di topo attualmente a nostra disposizione che imita questo spettro ci fornirà in futuro molte informazioni preziose sulla comprensione delle mutazioni del PLP.