Napoli. TFEB, il gene che controlla l’attività fisica scoperto dall’istituto Telethon

I ricercatori dell’Istituto Telethon di genetica e medicina (Tigem) di Napoli hanno dimostrato una nuova e importante funzione del gene TFEB, scoperto nel 2009 proprio dal team del direttore Andrea Ballabio: la capacità di regolare l’attività dei muscoli durante l’esercizio fisico. Lo studio, svolto in collaborazione con il Prof. Marco Sandri dell’Università di Padova, è stato pubblicato sulla rivista Cell Metabolism* e potrebbe aprire le porte al disegno di nuove terapie per patologie quali diabete, obesità e sindrome metabolica. Come spiega Ballabio, «in caso di sforzo fisico TFEB è in grado di regolare l’espressione di vari geni che permettono alle cellule muscolari di utilizzare le fonti di energia: si tratta infatti di geni coinvolti nell’utilizzo del glucosio, della sensibilità all’insulina oppure della funzionalità dei mitocondri, gli organelli cellulari deputati alla produzione di energia».

In studi precedenti, i ricercatori del Tigem avevano già dimostrato che TFEB può regolare la risposta cellulare alla carenza di nutrienti. «In questo lavoro – continua Ballabio – abbiamo dimostrato che TFEB controlla anche la risposta dell’organismo all’attività fisica e gioca quindi un ruolo da protagonista nella regolazione di quei processi che forniscono energia ai muscoli. Da solo, infatti, questo gene è in grado di controllare l’espressione e il funzionamento di molti altri geni».

Studiando il ruolo di TFEB nel modello murino, i ricercatori hanno osservato che quando questo gene non funziona l’animale non è in grado di sostenere un’attività fisica prolungata. Analizzandone le cellule muscolari, hanno constatato che i mitocondri mostravano una forma anomala ed erano malfunzionanti: in altre parole, le cellule muscolari non erano in grado di produrre abbastanza energia. Per contro, aumentando oltre il normale l’espressione del gene TFEB, i mitocondri apparivano perfettamente sani e in grado di produrre una quantità di energia superiore al normale.

«Questi dati ci hanno colpito molto – commenta Ballabio, che per la scoperta di TFEB è stato insignito nel 2016 del prestigioso premio Louis-Jeantet per la medicina – Finora questo gene non era mai stato associato alla modalità con cui le cellule utilizzano l’energia. Aver scoperto che è in grado di regolare il metabolismo dei muscoli, l’impiego del glucosio e il funzionamento dei mitocondri può avere implicazioni importanti nello studio di malattie quali obesità e diabete, così come in numerose malattie in cui la funzionalità muscolare è compromessa, tra cui le distrofie e atrofie muscolari. Farmaci in grado di modulare l’attività di questo gene potrebbero rivelarsi in futuro delle nuove terapie per il trattamento di queste patologie: un’ulteriore dimostrazione, se ce ne fosse bisogno, di come la ricerca sulle malattie genetiche rare possa aprire finestre molto ampie sul funzionamento del nostro organismo e su come possiamo intervenire laddove non funzioni al meglio».

Questo lavoro è il frutto di un’ampia collaborazione internazionale che vede coinvolti oltre all’Italia anche la Cina, gli Stati Uniti e il Regno Unito; tra gli istituti di ricerca coinvolti ci sono, oltre al Tigem, l’Università Federico II di Napoli, l’Istituto veneto di medicina molecolare e l’Università di Padova, l’Università di Cambridge, il North Sichuan Medical College, l’Albert Einstein College of Medicine, il Texas Children’s Hospital e il Baylor College of Medicine di Houston. Lo studio è stato finanziato dalla Fondazione Telethon, dallo European Research Council, dal Ministero dell’Università e Ricerca (MiUR), CARIPARO e Foundation Leducq, oltre che dalla Pennsylvania University e Beyond Batten Disease Foundation, ministero della Salute e National Science Foundation of China.