Per studiare le malattie muscolari, gli scienziati si affidano al topo come organismo modello. I ricercatori dell’Università di Basilea hanno ora sviluppato un nuovo metodo che non solo è più veloce ed efficiente di quelli convenzionali, ma riduce anche notevolmente il numero di animali da esperimento necessari per studiare la funzione dei geni nelle fibre muscolari.
I ricercatori utilizzano il topo come organismo modello per studiare la struttura e la funzione del muscolo scheletrico, le malattie neuromuscolari e i processi di invecchiamento nei muscoli. Gli scienziati sono consapevoli della propria responsabilità nell’uso degli animali e si sono impegnati presso l’Università di Basilea ad attuare rigorosamente i cosiddetti principi 3R – Sostituzione, Riduzione, Affinamento – nella ricerca assistita da animali e nell’allevamento di animali.
Il nuovo metodo sviluppato dal gruppo di ricerca del professor Markus Rüegg presso il Biozentrum dell’Università di Basilea rappresenta un ulteriore passo avanti verso la riduzione del numero di animali da laboratorio. Questo metodo apre anche nuove strade per studiare diversi geni contemporaneamente o addirittura intere vie di segnalazione nelle fibre muscolari in modo rapido, economico ed efficiente. I risultati dello studio sono stati ora pubblicati in Comunicazioni sulla natura.
La difficoltà di studiare i geni nelle fibre muscolari
Studiare la funzione genetica nei muscoli è impegnativo. Da un lato, le fibre muscolari sono molto grandi e molto fragili se isolate. Negli esseri umani, invece, sono lunghi fino a mezzo metro e contengono migliaia di nuclei. Per modificare e studiare la funzione genetica nelle fibre muscolari, è necessario modificare tutti i nuclei delle fibre muscolari, il che è difficile da ottenere.
Da alcuni anni gli scienziati utilizzano il metodo CRISPR/Cas9 per studiare la funzione dei geni. Questo metodo utilizza un virus per introdurre nell’organismo e quindi nei nuclei la cosiddetta proteina Cas9 e un RNA guida appositamente progettato. La proteina Cas9 taglia il DNA genomico nel sito riconosciuto dall’RNA guida. Questa combinazione di proteina Cas9 e RNA guida consente di alterare la funzione genetica nella cellula.
Il metodo CRISPR-Cas9 può essere suddiviso
Tuttavia, per garantire che il virus alterasse solo l’espressione genetica delle fibre muscolari e non contemporaneamente quella di altri organi, il gruppo di ricerca ha combinato il metodo CRISPR/Cas9 con un altro metodo: in primo luogo, i ricercatori sono riusciti ad allevare topi con il virus Cas9 proteine già presenti nelle fibre muscolari, ma solo lì. Hanno poi introdotto nell’organismo l’RNA guida desiderato con un cosiddetto virus adeno-associato, che infetta i muscoli.
Questa combinazione fa sì che l’RNA guida nelle fibre muscolari incontri la proteina Cas9, modificando il materiale genetico come desiderato. “Il metodo ci consente di garantire che solo le fibre muscolari cambino effettivamente il loro materiale genetico”, spiega il primo autore Marco Thürkauf.
Meno animali da laboratorio e risultati più efficienti
Poiché il virus adeno-associato può anche trasportare diversi RNA guida contemporaneamente, il team può ora utilizzare il metodo per studiare diversi geni contemporaneamente o addirittura interi percorsi di segnalazione. Inoltre, il metodo riduce significativamente il numero di animali da esperimento richiesti.
“Tutti gli animali utilizzati sono adatti allo studio dei geni e non devono essere allevati per anni. Ciò rende possibile studiare le fibre muscolari e le malattie neuromuscolari senza utilizzare un gran numero di topi”, afferma Marco Thürkauf.
Anche altri gruppi di ricerca hanno già segnalato il loro interesse. “Nella nostra comunità di ricerca abbiamo già diversi gruppi interessati che vorrebbero utilizzare il nostro metodo”, afferma Markus Rüegg. “Si tratta di un grande vantaggio sia per la ricerca sui muscoli in sé, sia per il nostro obiettivo di ridurre gli esperimenti sugli animali.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
