Durante lo sviluppo embrionale – o nel corso della vita adulta, ogni volta che occorre riparare un danno ai muscoli – le cellule staminali muscolari si moltiplicano, si fondono tra loro e differenziano per formare le fibre necessarie a rigenerare il tessuto. Uno studio pubblicato oggi su Nature Communications riporta la scoperta del primo interruttore molecolare che regola questo processo, il cui malfunzionamento è coinvolto in molte malattie, tra cui la distrofia muscolare di Duchenne (DMD). La ricerca è firmata dal gruppo di Davide Gabellini, dell’IRCCS Ospedale San Raffaele di Milano, e apre la strada alla messa a punto di nuove strategie terapeutiche che agiscano proprio su questo interruttore per facilitare il processo rigenerativo.

La fusione tra cellule è fondamentale per diversi processi biologici del nostro organismo. Uno dei tessuti in cui il fenomeno di fusione cellulare è stato maggiormente studiato è il tessuto muscolare. Durante lo sviluppo embrionale o a seguito di una lesione – come quelle prodotte da uno sforzo fisico intenso – le cellule progenitrici del muscolo (i mioblasti) si moltiplicano e, dopo essere migrate nel punto da riparare, si fondono tra loro per costituire nuove fibre muscolari. 

Sebbene questo processo – chiamato fusione dei mioblasti – sia molto studiato e ben compreso a livello meccanico e molecolare, fino a oggi si è saputo poco sulla sua regolazione: quando e come viene attivato e perché a volte ciò non accade, con effetti patologici anche molto gravi? Ecco perché il risultato ottenuto da Ilaria Castiglioni nell’unità di ricerca Espressione Genica e Distrofia Muscolare, diretta da Davide Gabellini, è così rilevante.

I ricercatori del San Raffaele hanno osservato che durante il processo di fusione dei mioblasti, all’interno delle cellule coinvolte, entra in azione una proteina chiamata Ash1L, un cosiddetto regolatore epigenetico: il suo lavoro è quello di attivare la trascrizione di altri geni, agendo come un vero e proprio interruttore che accende la traduzione del DNA in proteine. «Il coinvolgimento di Ash1L risulta fondamentale per il successo della fusione: nei topi a cui manca questa proteina lo sviluppo muscolare è ridotto; non solo, ma Ash1L risulta ridotto nei tessuti dei pazienti affetti da distrofia muscolare di Duchenne, nei quali la formazione del tessuto muscolare scheletrico è compromessa», spiega Davide Gabellini.

Una volta osservata la correlazione tra il fenomeno della fusione dei mioblasti e l’espressione di Ash1L, i ricercatori si sono chiesti a cosa fosse collegato questo interruttore molecolare: qual è il gene che viene acceso da Ash1L ed è fondamentale per garantire il fenomeno di fusione dei mioblasti in fibre muscolari? Utilizzando tecniche di genomica avanzate, in collaborazione con il Centro di Genomica Traslazionale e Bioinformatica dell’IRCCS Ospedale San Raffaele di Milano, e incrociando i risultati con quello che già sappiamo di questo processo, il gruppo di Gabellini è riuscito a identificarlo: si chiama Cdon e gioca con un ruolo nel riconoscimento reciproco dei mioblasti e nella loro adesione, entrambi fondamentali per permetterne la fusione. In assenza di Cdon (o del suo attivatore Ash1L) infatti, i mioblasti sono ancora in grado di duplicarsi, differenziarsi correttamente e migrare dove serve, ma non sono più capaci di unirsi tra loro.

«La scoperta è importante non solo perché ci aiuta a comprendere meglio i meccanismi all’origine di molte malattie muscolari, ma perché potrebbe fornire nuovi target terapeutici per migliorare i trattamenti disponibili e disegnarne di nuovi che aiutino il processo di formazione delle fibre muscolari», conclude Davide Gabellini.