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I microRNA (miRNA) sono piccole molecole endogene di RNA non codificante (ciò significa che non vengono tradotti in proteine), di circa 20-22 nucleotidi che sono state riscontrate nell’insieme degli RNA prodotti dagli organismi sia del regno animale che vegetale.
Queste piccole molecole di RNA derivano da trascritti che vengono elaborati da complessi proteici che prendono il nome di Drosha e Dicer, in forme mature che mediano l’inibizione della degradazione o della traduzione di specifici mRNA target: in questo modo i miRNA funzionano da fattori di regolazione dell’espressione genica a livello sia trascrizionale che post-trascrizionale con potenziali ruoli in molteplici processi e fenomeni biologici.
Quali sono i meccanismi di azione dei miRNA?
I miRNA permettono l’espressione genica tramite il legame con RNA complementari.
In altre parole, vanno a interagire e interfacciarsi con altre molecole di RNA che hanno una sequenza complementare e ne determinano il blocco della traduzione o la degradazione.
Il silenziamento può avvenire con vari meccanismi come:
- il taglio della molecola di mRNA bersaglio
- la destabilizzazione tramite accorciamento della coda di poli(A)
- la diminuzione dell’efficienza di traduzione del messaggero.
miRNA e sistema immunitario
Un esempio molto significativo di miRNA può essere il miR-155 che è regolato a monte da un co-attivatore prodotto dai macrofagi, importanti cellule del sistema immunitario.
Questo fattore gioca un ruolo di primario ordine nella risposta immunitaria, andando a regolare sia la risposta immunitaria adattativa che quella aspecifica o innata.
La maturazione del miR-155 è indotta da stimoli esterni e vari studi hanno evidenziato nuovi meccanismi di regolazione dell’espressione genica mediati da KRSP nei macrofagi attivati contribuendo a delineare la complessa rete della regolazione genica che governa l’attivazione delle cellule immunitarie.
Quali sono le implicazioni cliniche dei miRNA?
In molte condizioni patologiche si assiste a un’espressione aberrata dei miRNA; esempi sono vari tipi di cancro, malattie cardiache, disturbi neurologici e diabete.
In campo oncologico, la diagnosi e la classificazione di diversi tipi di tumore può essere effettuata anche grazie alla profilazione tipizzazione della presenza di specifici miRNA.
Ad esempio, miRNA come miR-499-5p e miR-133a mostrano potenzialità diagnostiche nelle lesioni ischemiche acute del miocardio.
Anche nel campo delle malattie infettive l’utilizzo di miRNA ha dimostrato sensibilità e specificità significative come nel caso della diagnosi di epatite cronica di tipo B.
In ambito cardio-vascolare i miRNA rivestono un ruolo fondamentale nello sviluppo del cuore. A questo proposito alcuni studi sul cuore dei topi in cui era stata indotta l’inibizione della maturazione dei miRNA, hanno rivelato il ruolo essenziale di queste molecole nello sviluppo dell’organo.
Le modifiche nei livelli di espressione di specifici miRNA sono associate a diverse cardiomiopatie, evidenziando il loro ruolo cruciale nei processi fisiologici del cuore.
Alcune classi di miRNA potrebbero essere coinvolte anche nell’attuazione di processi regolativi del sistema nervoso. Tra miRNA nella fattispecie, MiR-132, miR-134 e miR-124, partecipano allo sviluppo di alcune componenti fondamentali della cellula nervosa, come i dendriti e le sinapsi.
Inoltre, a riprova dell’importanza de miRNA per il funzionamento dei processi nervosi, sono stati riscontrate alterazioni nei livelli di espressione di specifici miRNA in patologie come la schizofrenia, il disturbo bipolare e il disturbo depressivo.
Alcune ricerche hanno evidenziato che miR-375, espresso specificamente nelle cellule pancreatiche, è essenziale per la sopravvivenza e la funzione delle cellule β, produttrici di insulina.
Questo miRNA, di conseguenza è fondamentale nella regolazione della secrezione di insulina e nello sviluppo del diabete mellito di tipo 2. Nei topi obesi, la rimozione del gene codificante per miR-375 ha causato una diminuzione della massa di cellule β, portando allo sviluppo della malattia.
Fonti
https://cordis.europa.eu/article/id/190589-mechanistic-insight-into-mirna-function/it
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