La Drosophila come modello per lo studio delle funzioni genetiche e molecolari di fattori di trascrizione implicati nelle malattie cardiache congenite

Le malattie cardiache congenite sono causa di morte per circa 1 bambino su 100 nati vivi e per 1 su 10 nati morti e sono fonte di alte spese sanitarie per interventi chirurgici complessi. La nostra ricerca propone il moscerino della frutta (Drosophila melanogaster) come sistema modello per lo studio delle proprietà molecolari di geni implicati nella genesi delle malattie cardiache congenite. Il genoma di Drosophila è stato interamente sequenziato ed è di 20 volte inferiore in numero di basi a quello umano. Considerandone la rapidità di sviluppo, l'economicità e la possibilità di eseguire manipolazioni genetiche, tale organismo è ben utilizzabile come strumento per comprendere le funzioni molecolari di geni coinvolti nelle malattie umane, come dimostrato da numerosi studi recenti. I geni di cui ci occuperemo codificano proteine (fattori di trascrizione) che regolano l'espressione di geni a valle che sono implicati direttamente nella morfogenesi e nella fisiologia del cuore. Drosophila possiede un tubo cardiaco suddiviso in una porzione anteriore chiamata aorta ed una posteriore chiamata cuore, in grado di pulsare autonomamente. Abbiamo identificato le sequenze di regolazione di tre geni espressi specificamente nel cuore sotto il controllo dei geni, geni chiave nello sviluppo di tutti gli animali. Ci proponiamo di utilizzare tali sequenze per identificare i fattori di trascrizione responsabili della loro regolazione cardiaco-specifica. Questi studi potranno fornire utili paradigmi per la comprensione dei meccanismi di sviluppo del cuore umano. Infine, tramite la loro produzione in embrioni di Drosophila, abbiamo sviluppato un sistema per studiare in vivo le proprietà regolatrici di tre fattori di trascrizione umani responsabili delle malattie cardiache congenite (GATA4, NKX2.5 e TBX5), per capire le funzioni alterate in individui che presentano mutazioni in tali fattori di trascrizione che conducono alle malattie cardiache congenite.