COMUNICATO STAMPA

Proliferazione cellulare: un “topo lucciola” ci aiuta a vedere chiaro
L’Istituto Regina Elena ha sviluppato un innovativo modello animale che “fa luce”
su meccanismi  cellulari in studi  patogenetici e farmacologi.
Lo studio è pubblicato su Molecular Biology of the Cell

Roma, 17 Aprile 2012- Un nuovo topo transgenico, chiamato MITO-LUC, è stato prodotto nel laboratorio di ricerca di Oncogenesi Molecolare dell’IRE, come eccellente modello sperimentale per gli studi sulla proliferazione cellulare. L’animale è stato ottenuto legando il gene della luciferasi, una proteina prodotta dalle lucciole, ad un frammento di DNA del topo che dipende dal fattore di trascrizione NF-Y, una proteina  strettamente coinvolta nel processo di divisione e moltiplicazione cellulare. Quando si trovano in fase di crescita, le cellule dell’animale emettono bioluminescenza, una luce visibile ed apprezzabile dall’esterno semplicemente utilizzando una speciale macchina fotografica, senza alcun danno per l'animale. I topi- lucciola, sviluppati dal team della dr.ssa Giulia Piaggio, in collaborazione col Dipartimento di Farmacologia dell’Università di Milano, possono essere utilizzati per studi e rilevazioni a lungo termine. I dati ottenuti sono più precisi e consentono di diminuire sensibilmente il numero di animali necessari alla sperimentazione. Le possibili applicazioni sono molteplici: spaziano dall’oncologia alla medicina rigenerativa, dalla farmacologia alla tossicologia.
La descrizione del modello animale ha ottenuto la copertina di Molecular Biology of the Cell, la rivista della ASCB, la Società Americana di Biologia Cellulare, in uscita il 15 aprile ed ora disponibile online.

Nel modello animale MITO-Luc, ogni volta che le cellule si dividono, ossia vanno in mitosi,  producono NF-Y ed insieme ad essa la luciferasi. In questo modello si osserva che nelle aree del corpo ad elevata proliferazione cellulare, come ad esempio nei tumori, si produce una quantità di luce tale da poter essere facilmente rilevata dall'esterno fotografando l'animale con un apparecchio in grado di apprezzare la giusta lunghezza d'onda luminosa propria dei fenomeni di bioluminescenza ( vedi foto).

I ricercatori guidati dalla dr.ssa Giulia Piaggio da diversi anni studiano l’attività biologica del fattore di trascrizione NF-Y e risultati hanno dimostrato che la proteina agisce nel nucleo cellulare ed esplica la propria attività solo in cellule proliferanti, che si stanno quindi dividendo, e non in quelle che sono uscite dal ciclo replicativo. Il gruppo dell’Università di Milano, , invece, si occupa da tempo di studiare un modo efficace di utilizzare la bioluminescenza per l’osservazione dei processi biologici nei modelli animali. Da qui l’idea della dr.ssa Piaggio di usare NF-Y come "indicatore" della divisione cellulare e di rendere la sua attività visibile accoppiandolo ad una fonte di luce, la luciferasi di lucciola. "Le nostre conoscenze su NF-Y - spiega Giulia Piaggio - derivano da quella che possiamo chiamare ricerca di base. Il modello murino invece scaturisce dalla nostra volontà di trasferire questi risultati alla ricerca pre-clinica. Grazie alla proficua collaborazione con il team guidato dal Dott. Paolo Ciana dell’Università di Milano abbiamo raggiunto tale obiettivo. Noi pensiamo che i topi MITO-Luc siano un potente strumento per misurare rapidamente e facilmente la proliferazione cellulare in molte applicazioni sperimentali di interesse medico. Inoltre, sono utili per prevedere, mappare e caratterizzare la tossicità di vecchi e nuovi composti anti proliferativi con grandi implicazioni nel campo oncologico e farmaceutico".

I topi MITO-Luc consentono per la per la prima volta un efficace monitoraggio a lungo termine dell'attività proliferativa delle cellule, poiché basta fotografare l'animale ad intervalli regolari riducendo così in modo significativo il numero di animali necessari per gli studi. “Grazie alla tecnologia della bioluminescenza – spiega Giulia Piaggio- è possibile visualizzare le cellule in attiva proliferazione in tutto il corpo, nell’animale vivo potendo così valutare l'efficacia di una terapia antitumorale - la luce emessa dal tumore scompare - o di valutare la cancerogenicità di un composto chimico (sviluppo di luce in organi normalmente "spenti"). Negli ultimi quattro anni, grazie alla preziosa collaborazione della dott.ssa Isabella Manni, coadiutrice della ricerca, abbiamo raccolto circa mille immagini di grande interesse per la nostra ricerca.

"Il modello animale MITO-LUC - conclude Ruggero De Maria, direttore Scientifico IRE – rappresenta un esempio di come la tecnologia possa fornire degli strumenti formidabili per la ricerca traslazionale. La possibilità di monitorare la crescita cellulare ci permetterà di sperimentare nuove terapie sempre più efficaci contro cancro, molto più rapidamente di quanto non potessimo fare fino a ieri".

L’animale transgenico MITO-Luc è attualmente  oggetto di una domanda di brevetto internazionale, per tutelarne sia la proprietà intellettuale che lo sviluppo commerciale.

Lo studio è stato possibile grazie a finanziamenti AIRC e ai fondi ottenuti con il 5x1000.

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Intervista Dr.ssa Giulia Piaggio

Riferimenti
Molecular imaging of NF-Y transcriptional activity maps proliferation sites in live animals.
Goeman F, Manni I, Artuso S, Ramachandran B, Toietta G, Bossi G, Rando G, Cencioni C, Germoni S, Straino S, Capogrossi MC, Bacchetti S, Maggi A, Sacchi A, Ciana P, Piaggio GMol Biol Cell. 2012 Feb 29. [Epub ahead of print]