Stoltz DA, et Al. Intestinal CFTR expression alleviates meconium ileus in cystic fibrosis pigs.
J Clin Invest. 2013 Jun 3;123(6):2685-93. doi: 10.1172/JCI68867. Epub 2013 May 8.
L’argomento
I modelli animali FC e la loro utilità nella ricerca
Che cosa si conosce su questo argomento
Il maialino FC è un modello animale più evoluto rispetto ad altri (topi, furetti); la sua utilità per la ricerca è limitata dal fatto che alla nascita presenta sempre grave ileo da meconio, che impone intervento chirurgico e ne limita comunque la sopravvivenza
Che cosa aggiunge questo lavoro
Dimostra che trasferendo il gene CFTR normalmente funzionante nell’intestino del maialino FC l’ileo da meconio può essere prevenuto ; e dimostra che la gravità di questa manifestazione della malattia dipende dalla quantità e dal funzionamento della proteina CFTR presente in quell’organo.
Premesse
Per meglio capire i meccanismi alla base della malattia FC è stato sviluppato un modello di maialino affetto da FC ( ottenuto modificando il corredo genetico in maniera tale da impedire la presenza di proteina CFTR oppure trasferendo CFTR mutata per effetto della mutazione DF508). Si è visto che il maialino possiede molte delle caratteristiche della malattia FC come si presenta nell’uomo, fra le quali l’interessamento del pancreas, del fegato, dell’apparato genitale e del polmone. Però, in contrasto con quello che avviene nell’uomo, dove alla nascita circa il 15% dei bambini presenta la complicanza intestinale dell’ileo da meconio, tutti i maialini FC alla nascita manifestano ileo da meconio, che nella maggior parte dei casi è di gravità tale da richiedere intervento chirurgico. L’intervento è rischioso per l’elevata morbidità e mortalità, è costoso, e quasi sempre impedisce che i maialini crescano e possano essere studiati nelle manifestazioni respiratorie che la malattia FC comporta dopo la nascita.
Metodi
Applicando una procedura già realizzata con successo nel topo FC, i ricercatori hanno creato un tipo di maiale molto particolare perché affetto da FC in tutti i suoi organi tranne che a livello intestinale: quando il maiale era ancora allo stato embrionale nel suo intestino è stato trasferito il gene CFTR normale e fatto “esprimere”, attraverso un promotore speciale.
Risultati
Sono stati così prodotti 15 maialini che hanno manifestato alla nascita interessamento intestinale di tipo ostruttivo sul modello dell’ileo da meconio ma con frequenza e intensità variabile (invece che costantemente presente come nel modello “classico” di maialino FC): alcuni ne erano assolutamente privi, altri ne erano affetti in maniera lieve e sono stati trattati con terapia medica fluidificante (clisma di Gastrografin come nella patologia umana). E’ stata misurata la quantità di CFTR presente a livello intestinale determinando nelle cellule dell’intestino (ileo) sia il livello di RNA messaggero (che presiede alla sintesi della proteina CFTR) sia il livello di funzionamento della proteina stessa (con rilevamento del passaggio di corrente che è indicativo della migrazione di ioni cloro attraverso la membrana cellulare). Si è potuto così constatare che entrambi i parametri erano in relazione con la gravità della manifestazione intestinale e che la presenza di RNA messaggero in una quota pari al 20% del normale, e di una corrente secretoria di cloro corrispondente al 60% del normale, era sufficiente ad impedire la comparsa di ileo da meconio.
Conclusioni
Il metodo proposto e il nuovo modello animale ottenuto rappresentano un’alternativa alla produzione di maialini che devono essere sottoposti all’intervento chirurgico per la risoluzione dell’ileo. Inoltre, nel nuovo modello la variabilità dell’espressione della proteina CFTR a livello intestinale ha permesso di stabilire una relazione probabile fra la quantità della proteina e la gravità dell’ileo da meconio. Le conoscenze fornite sono nuove e interessanti al fine di capire i meccanismi della malattia FC e la possibilità di prevenirla.
Ci sono dei limiti importanti a questi risultati, fra i quali il fatto che gli esperimenti per la quantificazione della proteina sono stati condotti su tessuto di maialini appena nati e non sappiamo se questo corrisponda fedelmente a quello che accade in utero quando l’ileo si determina; come pure non sappiamo fino a che punto il maialino sia la riproduzione fedele di ciò che accade nell’embrione e nel neonato FC. E’ certo comunque che fra quelli oggi disponibili questo rappresenta il modello animale FC più avanzato.
