Utilizzo di C.elegans per la caratterizzazione di varianti di significato non noto in geni malattia

The present paper focuses on the characterization of new genetic variants that are possible candidates as causes of ciliopathies. The mutations were identified at the level of the KIF3B gene and, through the use of the model organism C. elegans, two phenotypic assays were carried out with the aim of evaluating the modifications and impairment of cilia function and formation. In order to contextualize the research carried out, a description of ciliopathies is proposed, syndromes with a very heterogeneous phenotype that can affect different organs and that can be caused by one or more mutations in genes encoding ciliary proteins. The model organism chosen for the present study was considered very reliable for similar applications, given the many advantages it offers and the ease of genetic manipulation and maintenance. For the realization of the chemotaxis and dye-filling assays, mutant strains of C. elegans were created using the CRISPR-Cas9 gene editing technique, then proceeding to the analysis of the results obtained. The results acquired showed relevant changes both at the behavioral and structural level in the mutant lines, demonstrating how these mutations can be crucial for ciliary as well as neuronal functioning in C. elegans. In summary, the study provides compelling evidence that these genetic variants may contribute to ciliopathies, laying the groundwork for further investigation. These findings could have important implications for the understanding of ciliopathies and for the development of potential therapeutic strategies.

Il presente elaborato si concentra sulla caratterizzazione di nuove varianti genetiche possibili candidate come cause delle ciliopatie. Le mutazioni sono state individuate a livello del gene KIF3B e, mediante l’utilizzo dell’organismo modello C. elegans, sono stati svolti due saggi fenotipici con l’obiettivo di valutare le modificazioni e la compromissione della funzione e della formazione delle ciglia. Al fine di contestualizzare la ricerca effettuata, si propone una descrizione delle ciliopatie, sindromi dal fenotipo molto eterogeneo che possono interessare diversi organi e che possono essere causate da una o più mutazioni in geni codificanti proteine ciliari. L’organismo modello scelto per il presente studio è stato ritenuto molto affidabile per applicazioni simili, visti i numerosi vantaggi che offre e la facilità di manipolazione genetica e di mantenimento. Per la realizzazione dei saggi di chemotassi e di dye-filling sono stati creati ceppi mutanti di C. elegans mediante l’utilizzo della tecnica di editing genetico CRISPR-Cas9, procedendo poi all’analisi dei risultati ottenuti. Gli esiti acquisiti hanno evidenziato modifiche rilevanti sia a livello comportamentale che strutturale nelle linee mutanti, dimostrando come queste mutazioni possano essere cruciali per il funzionamento ciliare oltre che neuronale in C. elegans. In sintesi lo studio fornisce prove convincenti che queste varianti genetiche possano contribuire alle ciliopatie, ponendo le basi per ulteriori approfondimenti. Questi risultati potrebbero avere implicazioni importanti per la comprensione delle ciliopatie e per lo sviluppo di potenziali strategie terapeutiche.