I "canali ionici" sono proteine trans-membrana (cioè che attraversano la membrana cellulare) che determinano l'attività elettrica di muscoli, cuore e cervello. Dopo aver chiarito in studi precedenti il ruolo dell’isoforma cardiaca di questa classe di canali ionici “pacemaker” (HCN) nella generazione e nella regolazione del battito del cuore, il nuovo lavoro del gruppo di Dario DiFrancesco, svolto in collaborazione con l’Università degli Studi di Milano-Bicocca – Ospedale San Gerardo di Monza e l’Istituto Neurologico C. Besta, riguarda la funzione dei canali Pacemaker nel cervello (HCN2).
Nel cervello i canali "pacemaker" regolano e controllano l'eccitabilità neuronale, una proprietà che li rende particolarmente interessanti nella ricerca delle cause dell'epilessia, una malattia che si instaura proprio in presenza di una eccessiva, patologica, eccitabilità neuronale.
Nel lavoro pubblicato in questi giorni sul Journal of Neuroscience (commento editoriale alla pagina http://www.jneurosci.org/content/31/48/i.full), gli scienziati milanesi hanno dimostrato come, e secondo quale meccanismo cellulare, una mutazione genetica, che provoca la disfunzione del canale pacemaker nel cervello (HCN2), è all’origine di una forma di epilessia.
L’analisi condotta ha inoltre chiarito che questa forma genetica di epilessia è recessiva, ossia si manifesta solo quando la mutazione del canale ionico è presente in entrambi gli alleli. Questa evidenza è stata confermata, oltre che dall’analisi del pedigree famigliare del paziente protagonista di questo studio, anche dallo studio funzionale in vitro dei canali normali e mutati, che ha dimostrato come la mutazione alteri le proprietà del canale, scatenando la malattia, solo quando è in omozigosi.
La mutazione si trova in una regione che regola il funzionamento del canale HCN2 annullando la sua funzione di controllo della attività elettrica dei neuroni e aumentando l'eccitabilità neuronale e la propensione alle scariche epilettiche.
Quella messa in luce nello studio è la prima evidenza di una mutazione del canale HCN2 associata ad epilessia nell'uomo.
Jacopo C. Di Francesco, Andrea Barbuti, Raffaella Milanesi, Stefania Coco, Annalisa Bucchi, Georgia Bottelli, Carlo Ferrarese, Silvana Franceschetti, Benedetta Terragni, Mirko Baruscotti, and Dario DiFrancesco (2011) Recessive Loss-of-Function Mutation in the Pacemaker HCN2 Channel Causing Increased Neuronal Excitability in a Patient with Idiopathic Generalized Epilepsy. The Journal of Neuroscience, 31(48):17327-17337
Una mutazione del canale "pacemaker" nel cervello all’origine di una forma di epilessia
