28 settembre 1999
La Jolla, CA – Per assicurarti che il tuo cuore sia al posto giusto, devi assumere la giusta quantità di vitamina A.
Secondo una nuova ricerca condotta dagli scienziati del Salk Institute, la vitamina svolge un ruolo fondamentale nel guidare il cuore embrionale verso la sua destinazione finale, ovvero il lato sinistro del corpo di tutti i vertebrati, compresi gli esseri umani.
Altrettanto importante è la quantità esatta di vitamina A. Una quantità eccessiva o insufficiente di vitamina e del suo derivato, l'acido retinoico, può compromettere la corretta posizione del cuore... e probabilmente anche di altri organi vitali, tra cui polmoni, stomaco o fegato.
"La scoperta più importante ora è che la vitamina A può influenzare questo importante processo nell'embrione dei vertebrati", ha affermato Juan Carlos Izpisúa Belmonte, professore associato al Salk College e autore principale di uno studio pubblicato nell'ultimo numero della rivista Proceedings of the National Academy of Sciences. "O niente o troppo, e i vertebrati non si sviluppano correttamente".
Izpisúa Belmonte ha tuttavia avvertito che sono necessari ulteriori studi prima di poter formulare raccomandazioni cliniche sull'uso della vitamina A durante la gravidanza.
In particolare, gli scienziati vogliono saperne di più su come la vitamina influenza la programmazione genetica di un embrione, quali cellule specifiche vengono colpite e quanta quantità precisa di acido retinoico è necessaria per uno sviluppo normale.
"Quando conosceremo questi dettagli, potremo iniziare a rispondere ai quesiti clinici", ha affermato Izpisúa Belmonte.
Lo studio attuale si basa sul recente lavoro di Izpisúa Belmonte e di altri ricercatori che hanno cercato di comprendere come i vertebrati organizzino i loro organi e corpi – a partire da una singola cellula fecondata – lungo un asse sinistra-destra. Il lavoro non solo contribuirebbe a risolvere un mistero di lunga data, ma potrebbe anche fornire informazioni su alcune sindromi potenzialmente fatali causate da gravi difetti congeniti negli esseri umani, tra cui, in alcuni casi, l'inversione degli organi.
Per la maggior parte, la ricerca si è concentrata sulla scoperta di una complessa cascata di geni che si combinano per formare percorsi molecolari necessari ad aiutare le cellule, i tessuti e gli organi giovani a decidere in quale direzione muovere i loro primi, fatali passi: se andare a sinistra o a destra. Nell'ultimo anno, ad esempio, gli scienziati del Salk Institute hanno isolato due geni in questo percorso critico.
Uno di questi, Pitx2, è considerato il gene finale della cascata prima dell'inizio della formazione degli organi. L'altro, chiamato caronte, sembra essere fondamentale per il trasferimento delle informazioni iniziali sulla direzione sinistra-destra alle cellule che formeranno effettivamente i diversi organi del corpo. Quest'ultimo studio è stato pubblicato sul numero del 16 settembre 1999 della rivista Nature.
Nei loro studi attuali, gli scienziati del Salk hanno cercato di stabilire se la vitamina A, collegata a una serie di disturbi dello sviluppo, giocasse un ruolo nell'orientamento sinistra-destra in diversi animali vertebrati.
I risultati sono stati sorprendenti. Tra le altre cose, quando agli embrioni sono state somministrate grandi quantità di acido retinoico, la posizione del cuore è stata spostata sul lato destro del corpo.
Al contrario, quando l'assorbimento della vitamina nell'embrione è stato bloccato negli animali da laboratorio, la posizione finale del cuore è stata casuale. Vale a dire, circa metà dei cuori negli animali da laboratorio è stata posizionata correttamente sul lato sinistro; l'altra metà ha trovato posto sul lato destro.
"Con una quantità eccessiva di acido retinoico, induciamo l'espressione dei geni Pitx2 dall'altro lato e quindi il percorso funziona su quel lato", ha detto Izpisúa Belmonte. "In qualche modo ha indotto la cascata genetica a posizionare il cuore in questa posizione.
"Se si blocca il gene e non c'è vitamina A, l'espressione di questi geni non avviene e si ha una randomizzazione della posizione del cuore. L'assenza di vitamina A impedisce a questi geni a valle di essere attivi."
In una serie di studi correlati, gli scienziati volevano verificare l'impatto della vitamina A sui "topi knockout" privi di un gene chiamato Sonic Hedgehog o Shh. Senza Shh, un altro gene chiamato lefty1 viene di fatto disattivato, causando la formazione del cuore di questi embrioni mutati sul lato opposto.
Tuttavia, quando a questi animali è stata somministrata vitamina A, il loro cuore è cresciuto come avrebbe dovuto.
"Questo ci dice che la vitamina A può entrare in qualche punto del percorso e ripristinare la normale espressione dei geni coinvolti nel processo, come lefty1", ha affermato Izpisúa Belmonte.
I risultati suggeriscono inoltre che la vitamina A è coinvolta in un percorso molecolare separato in grado di eliminare i problemi innescati direttamente o indirettamente nel percorso Shh.
"Si tratta di qualcosa che aprirà nuove strade di indagine su come l'embrione distingue la sua sinistra dalla sua destra", ha affermato Izpisúa Belmonte.
Allo studio hanno partecipato anche Tohru Tsukui, Javier Capdevila, Koji Tamura, Concepción Rodriguez-Esteban, Sayuri Yonei-Tamura, Jorge Magallón, Bruce Blumberg e Ronald Evans, del Salk Institute; Pilar Ruiz-Lozano, dell'UCSD; e Roshantha AS Chandrarata, di Allergan, Inc.
Il finanziamento per lo studio è stato fornito dai National Institutes of Health e da una sovvenzione della G. Harold and Leila Y. Mathers Charitable Foundation.
Il Salk Institute for Biological Studies, con sede a La Jolla, in California, è un'istituzione indipendente senza scopo di lucro dedicata alle scoperte fondamentali nelle scienze della vita, al miglioramento della salute e delle condizioni umane e alla formazione delle future generazioni di ricercatori. L'istituto è stato fondato nel 1960 dal Dott. Jonas Salk, con una donazione di terreni da parte della Città di San Diego e il sostegno finanziario della March of Dimes Birth Defects Foundation.
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