Visualizzazione della risposta al danno al DNA nelle cellule di Purkinje utilizzando colture organotipiche cerebellari

Il nostro lavoro è focalizzato sulla comprensione di una malattia genetica umana chiamata atassia-teleangectasia, o A-T in breve. È causata dalla perdita della proteina chinasi ATM. ATM ha molte funzioni e l'A-T è caratterizzata da molti sintomi, ma il sintomo principale dell'A-T è la progressiva degenerazione cerebellare e attualmente non è chiaro quale delle molte funzioni della proteina ATM sia quella la cui perdita è specificamente responsabile di questo sintomo devastante.

Stiamo cercando di indagare questo problema centrale nella ricerca A-T e per questo stiamo utilizzando colture organotipiche cerebellari derivate da topi wild-type e carenti di ATM. Ci permettono di concentrarci sul tipo di cellula che è probabilmente il primo a perdersi nel cervelletto degenerante dei pazienti A-T, le cellule di Purkinje. Come molti campi delle scienze della vita, la ricerca in A-T sfrutta una varietà di tecniche e metodi avanzati.

Tali metodi includono modelli animali, nuovi tipi di colture tissutali, cellule staminali poliploidi indotte, tecnologie di imaging all'avanguardia, metodi omimici indotti e imaging parziale di singole cellule. La fonte del deterioramento cerebellare nell'A-T è il deterioramento delle cellule di Purkinje. Queste cellule sono notoriamente difficili da isolare e non possono sopravvivere in colture senza il supporto di altri tipi di cellule.

Una sfida sperimentale unica nel suo genere consiste nell'ottenere cellule umane di Purkinje mature e funzionanti utilizzando la tecnologia delle cellule staminali poliploidi indotte. Poiché la coltivazione di cellule isolate di Purkinje è attualmente impossibile, le colture organotipiche cerebellari offrono una preziosa opportunità per studiare tali cellule in un piatto di coltura all'interno del contesto tissutale naturale. L'uso della correlazione proteica come lettura della risposta al danno al DNA è altamente informativo, in particolare per quanto riguarda le cellule di Purkinje.

Una delle principali funzioni della proteina chinasi ATM è la regolazione della risposta al danno al DNA, che è fondamentale per mantenere l'integrità del genoma e l'omeostasi cellulare di fronte al danno al DNA in corso che si verifica in ogni cellula. Abbiamo bisogno di individuare la lesione critica del DNA la cui riparazione è difettosa nelle cellule di Purkinje carenti di ATM e speriamo di farlo utilizzando le colture organotipiche cerebellari. Questo dovrebbe permetterci di comprendere meglio le basi fisiologiche e molecolari del sintomo più importante e devastante dell'A-T, la degenerazione cerebellare.