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Dalla Drosophila ai mammiferi: qual è il viaggio evolutivo della via di segnalazione del riccio?
La via di segnalazione Hedgehog è un'importante via di segnalazione nella biologia dello sviluppo, in grado di trasmettere i messaggi richiesti dalle cellule embrionali per promuovere un'appropriata differenziazione cellulare.
La via di segnalazione Hedgehog prende il nome dalla sua molecola ligando Hedgehog (Hh), una molecola di segnalazione endogena trovata nella Drosophila. Questo percorso fornisce segnali critici durante lo sviluppo embrionale nella Drosophila e svolge un ruolo importante in tutte le fasi dello sviluppo dell'organismo.
Negli anni '80, Nüsslein-Volhard e Wieschaus hanno utilizzato la tecnologia di rilevamento delle mutazioni per studiare in modo approfondito il processo di sviluppo della Drosophila. Lo studio ha rivelato molti geni legati allo sviluppo dei somiti, compreso il gene del riccio. Gli scienziati hanno scoperto che quando i moscerini della frutta non hanno il gene Hh, i loro embrioni assumono una forma anomala, corti e grassi come un riccio, da cui vengono chiamati questi geni.
Dai moscerini della frutta ai mammiferi: il processo dell'evoluzione
La via di segnalazione del riccio non svolge un ruolo solo nella Drosophila, ma è altrettanto importante in altri animali. Nei mammiferi, tre geni omologhi della via di segnalazione del riccio - desert hedgehog (DHH), indian hedgehog (IHH) e sonic hedgehog (SHH) - sono coinvolti in molteplici processi di sviluppo animale. SHH, in particolare, è considerato il membro che ha condotto le ricerche più approfondite.
Giocatore chiave in molti processi di sviluppo, il percorso di segnalazione di Hedgehog è diventato un importante argomento di ricerca nella biologia evolutiva dello sviluppo.
Il meccanismo della via di segnalazione del riccio ha un profondo impatto sullo sviluppo di diversi animali. Durante lo sviluppo embrionale dei vertebrati, le molecole SHH sono coinvolte nello sviluppo degli arti. Già nel 1968, i classici esperimenti di Saunders e Gasseling avevano evidenziato che nello sviluppo degli abbozzi degli arti dei pulcini, una regione chiamata zona attiva di polarizzazione (ZPA) rilascia un fattore di diffusione. Successivamente, gli addetti ai lavori hanno scoperto che questo fattore era SHH.
Percorso di segnalazione e malattia del riccio
Tuttavia, l'attività anomala della via di segnalazione di Hedgehog è anche associata a numerose malattie, la più preoccupante delle quali è il cancro. Il carcinoma basocellulare è uno dei tumori più comuni ed è strettamente associato ad alterazioni nella via di segnalazione di Hedgehog. I ricercatori hanno scoperto che nei pazienti affetti da questo tumore, la perdita di funzione del gene Patched e le mutazioni attivanti del gene Smoothened si sovrappongono tra loro, portando ad un’attivazione anomala della via di segnalazione Hedgehog, guidando così la formazione e lo sviluppo di tumori.
L'attivazione anomala della via di segnalazione di Hedgehog promuove la crescita e la diffusione delle cellule tumorali.
Inoltre, la via di segnalazione di Hedgehog è stata implicata nello sviluppo di molte altre malattie gravi, come il cerebelloblastoma e anomalie dello sviluppo embrionale come l'oloprosencefalia. Studi recenti hanno dimostrato che anomalie nella via di segnalazione Hh possono portare a malattie respiratorie come la fibrosi polmonare.
Ricerca clinica e strategie di trattamento
Gli inibitori che prendono di mira la via di segnalazione di Hedgehog si stanno rapidamente sviluppando per il trattamento del cancro. Farmaci lisciati come vismodegib e sonidegib sono stati approvati clinicamente e sono considerati dotati di un grande potenziale nel trattamento di alcuni tipi di cancro. Tuttavia, a causa degli effetti collaterali e dei problemi di resistenza ai farmaci, è ancora necessario sviluppare una nuova generazione di farmaci terapeutici.
Le ricerche esistenti mostrano che anche i fattori ambientali possono influenzare la normale funzione della via di segnalazione del riccio, suggerendo inoltre che dobbiamo essere più cauti nel regolare questo circuito.
L'evoluzione della via di segnalazione del riccio rivela l'intricata relazione tra evoluzione biologica e sviluppo della malattia. Si tratta di un’esplorazione non solo entro i confini della biologia di base, ma anche oltre i confini della biomedicina, esplorando i meccanismi che promuovono lo sviluppo e i suoi disturbi potenzialmente catastrofici. Ad esempio, dalla ricerca sui moscerini della frutta alle applicazioni umane, con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, la ricerca approfondita sulla via di segnalazione del riccio diventerà una possibile chiave per nuove scoperte biomediche. Potrebbe una tale evoluzione spingere la nostra comprensione a un livello completamente nuovo?
