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GENI WNT
Gli interruttori dello sviluppo
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I GENI CHE REGOLANO LO SVILUPPO EMBRIONALE
GENI MATERNI
GENI DI SEGMENTAZIONE
GENI OMEOTICI
Questi geni operano in successioni spaziali e
temporali, in modo da dirigere con precisione lo
sviluppo dellembrione.
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Che cosa sono i geni wnt?
- Geni omeotici
- Promotori della proliferazione cellulare

• Codificatori di morfogeni

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I geni WNT, scoperti inizialmente nel moscerino
della frutta, sono conosciuti come promotori
della proliferazione cellulare. Il nome Wnt è
stato coniato come una combinazione di WG
(wingless-senza ali) e Int e può essere
pronunciato come Wint. Essi svolgono un ruolo
importante nella embriogenesi e nel cancro oltre
ad essere coinvolti anche nei normali processi
fisiologici negli animali adulti. Le proteine
codificate da questi geni, sono infatti
attualmente riconosciute come morfogeni, ovvero
sostanze che sono in grado di regolare
lipotetico modello di sviluppo dei tessuti e in
particolare determinare il ruolo, allinterno del
tessuto stesso, di determinate cellule
specializzate. I morfogeni sono inoltre
molecole di segnalazione, che agiscono
direttamente sulle cellule per produrre
specifiche risposte cellulari, determinate in
base alla concentrazione del morfogeno stesso.
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Nella Drosophila melanogaster, questi geni sono
identificati come geni omeotici in quanto
determinano quali organi e appendici si devono
sviluppare in particolari segmenti del corpo. Si
tratta di geni che occupano ampie regioni del DNA
con lunghe sequenze di introni. La perdita di
geni omeotici per mutazioni o delezioni causa la
comparsa di unappendice o di una struttura
corporea in posizione non appropriata.
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I WNT e la medicina rigenerativa
La scoperta di questa famiglia di geni e la loro
funzione apre nuove prospettive nel campo della
medicina rigenerativa in particolare nella lotta
contro malattie degenerative come il morbo di
Alzheimer, Parkinson e cardiopatie, nonché
distrofie muscolari. Ma riguardo allazione dei
geni Wnt, ancora più interessante, è un
esperimento svolto da un gruppo di ricercatori
del Salk Institute della California condotto su
embrioni di pollo.
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La ricetta per far ricrescere le ali ai polli
Diversi vertebrati, come i pesci zebra, la rana
toro e le salamandre, possiedono la capacità di
rigenerare arti danneggiati o perduti. Subito
dopo lamputazione, alcune cellule epiteliali
migrano sul punto della ferita e la chiudono.
Quindi le stesse cellule subiscono un processo
di dedifferenzazzione, ovvero regrediscono allo
stadio di staminali indifferenziate e proliferano
formando una piccola massa chiamata blastema che
successivamente prende forma creando un nuovo
arto perfettamente funzionante, che si sviluppa e
rimpiazza quello che era andato perduto.
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Attivando o bloccando lazione dei Wnt nei pesci
zebra è possibile ottenere rispettivamente pinne
complete o incomplete.
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Studiando questa particolare capacità di questi
vertebrati, i ricercatori hanno scoperto che i
Wnt svolgono un ruolo fondamentale in questo
processo che infatti viene bloccato se vengono
disattivati questi geni. Infine, lultima parte
dellesperimento, è stata condotta su animali che
in natura non hanno questa capacità. Dopo aver
reciso parte di unala negli embrioni di pollo, è
stata stimolata lattivazione dei geni Wnt nelle
cellule residue ottenendo un risultato
sorprendente gli embrioni erano riusciti a
rigenerare ali perfette, comprese di tutti i
tessuti e vasi sanguinei.
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Attivando i geni Wnt nellembrione di pollo è
stato possibile far ricrescere delle ali che
erano state tagliate.
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COME RIATTIVARE I WNT
Per stimolare o bloccare la produzione di
proteine Wnt nelle cellule delle loro cavie, i
ricercatori si sono serviti di virus
geneticamente modificati. In particolare si sono
usati degli adenovirus, esempio tipo di virione
poliedrico così chiamati perché isolati, la prima
volta, dalle adenoidi. Il capside degli
adenovirus è un icosaedro formato da 252
capsomeri poligonali di due diversi tipi (esoni e
pentoni). Caratteristica degli adenovirus è la
presenza di dodici fibre, di natura proteica,
inserite nei vertici del capside, aventi funzioni
antigeniche e emoagglutinanti. Sono proprio le
sue caratteristiche a rendere gli adenovirus
utili negli esperimenti di terapia genica, dove
sono comunemente usati.
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In alcuni esperimenti i ricercatori hanno
manipolato il Dna di questi virus, privandoli
della loro capacità di replicarsi e danneggiare
la cellula infettata. Successivamente è stato
inserito al loro interno, in base alle necessità,
geni in grado di promuovere o bloccare
lattivazione dei Wnt. I virus modificati
mantengono intatta la loro naturale capacità di
agganciarsi alla membrana cellulare e penetrare
al suo interno, inducendo successivamente le
cellule stesse a sintetizzare le proteine
codificate dai geni.
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RIATTIVARE I WNT
I virus taxi
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Pericoli della terapia
Il problema derivante da questo tipo di
esperimenti è dovuto al fatto che la stimolazione
dei geni Wnt è un intervento molto delicato, che
deve essere effettuato nella misura giusta e
nellintervallo di tempo opportuno. In caso
contrario, esso innesca la proliferazione di
cellule tumorali. Le proteine prodotte dai geni
Wnt costituiscono una fitta rete di messaggeri
chimici usati dalle cellule per comunicare tra
loro durante lo sviluppo embrionale. Quando
vengono captate da specifici recettori sulla
membrane delle cellule destinatarie, inducono al
loro interno un aumento della produzione di
beta-catenina, molecola che stimola la
proliferazione cellulare.
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Una possibile attivazione impropria dei segnali
Wnt, può dunque causare un accumulo abnorme di
beta-catenina con lavvio conseguente di una
proliferazione cellulare che diventa
incontrollata. Una concentrazione anomala di
beta-catenina è stata riscontrata nell85 dei
casi di cancro al colon, nel melanoma e nel
carcinoma ovarico. Questo è infatti uno dei
processi responsabili dellinsorgenza di
tumori. Alcuni ricercatori della Stanford
University hanno dimostrato che bloccando i Wnt
nelle cellule tumorali si contrasta la loro
proliferazione.
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Altre applicazioni
In seguito a recenti esperimenti si è inoltre
scoperto che le proteine codificate dai Wnt
possono essere usate per riprogrammare cellule
adulte in staminali, quindi in cellule
pluripotenti I ricercatori hanno preso diversi
tipi di cellule adulte e le hanno fuse con
cellule staminali embrionali in presenza della
proteina Wnt. Dopo questa manipolazione, le
cellule adulte hanno perso le loro
caratteristiche tipiche e ne hanno invece
acquisite altre, simili a quelle delle cellule
staminali. Si sono cioè trasformate in cellule
poco differenziate (pluripotenti) e in grado di
dare origine a cellule di tessuti diversi da
quello di partenza. Lutilizzo di queste
proteine permette dunque di ottenere cellule
simil-staminali a partire da cellule della pelle
limitando lintroduzione di geni estranei che si
possono rivelare dannosi.
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COSA ASPETTARCI DAL FUTURO?
Tutti questi esperimenti in futuro potrebbero
avere applicazioni anche sulluomo la
manipolazione dei Wnt potrebbe non solo dare un
contributo nel campo della medicina rigenerativa,
ma anche aiutarci nella cura di varie malattie
degenerative, delle distrofie muscolari e dei
tumori.
Si tratta però di un futuro molto lontano in
quanto si tratta di interventi molto delicati e
non è ancora possibile stabilire se potranno
essere realmente usati sulluomo con sicurezza.
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BIBLIOGRAFIA/SITOGRAFIA NELSON D. L., M. M. COX,
I principi di Biochimica di Lehninger,
Zanichelli, Bologna, 2006 NEWTON n1 Gennaio
2007, Noi facciamo ricrescere le ali ai polli di
Daniela Valentini FIORIN M.G. Microbiologia
principi e tecniche, Zanichelli, Bologna,
1999 www.Biomedicina.net www.MedicinaNews.it www.w
ikipedia.it
Autore GABRIELE