ETD

• architettura nucleare
• CDKL5
• inattivazione del cromosoma X
• LBR
• MECP2
• nuclear architecture
• x chromosome inactivation
• XIST

In female mammals, X-chromosome inactivation (XCI) equalizes gene dosage between the sexes but also influences the severity of X-linked dominant disorders, including CDKL5 deficiency disorder (CDD, OMIM #300203) and Rett syndrome (RTT, OMIM #312750), by silencing the wild-type allele in approximately 50% of cells. Modulating the stability and reversibility of XCI therefore represents a promising therapeutic strategy for these conditions.
XCI regulation relies on epigenetic mechanisms and higher-order nuclear architecture. In this context, the Lamin B receptor (LBR) has emerged as a key factor in the spreading of the long non-coding RNA Xist and in tethering the inactive X chromosome (Xi) to the nuclear periphery.
This PhD project investigated the therapeutic potential and mechanistic regulation of XCI through two complementary approaches. First, peptide-mimetic small molecules identified in a reporter-based screen were validated for their ability to modulate Cdkl5/CDKL5 and Mecp2/MECP2 expression in mouse and human neuronal models. Second, LBR function was examined using a novel N-terminal knockout mouse model and embryonic stem cells lacking the RS and Tudor domains.
Together, these findings contribute to the understanding of XCI regulation and support the exploration of pharmacological strategies aimed at reactivating the inactive X chromosome.

Nelle femmine dei mammiferi, l’inattivazione del cromosoma X (XCI) rappresenta il principale meccanismo di compensazione del dosaggio genico tra i sessi. Tuttavia, questo processo può influenzare la gravità di malattie dominanti legate al cromosoma X, come la sindrome da carenza di CDKL5 (CDD, OMIM #300203) e la sindrome di Rett (RTT, OMIM #312750), determinando il silenziamento dell’allele sano in circa il 50% delle cellule. La modulazione della stabilità e della reversibilità dell’XCI rappresenta quindi una promettente strategia terapeutica.La regolazione dell’XCI dipende da meccanismi epigenetici e dall’organizzazione tridimensionale della cromatina. In questo contesto, il recettore della lamina B (LBR) svolge un ruolo chiave nella diffusione dell’RNA non codificante Xist e nell’ancoraggio del cromosoma X inattivo (Xi) alla periferia nucleare.Questo progetto di dottorato ha investigato il potenziale terapeutico e i meccanismi regolativi dell’XCI attraverso due linee di ricerca complementari. La prima ha validato piccole molecole peptido-mimetiche, identificate tramite uno screening basato su reporter, per la loro capacità di modulare l’espressione dei geni Cdkl5/CDKL5 e Mecp2/MECP2 in modelli neuronali murini e umani. La seconda ha analizzato la funzione di LBR mediante un nuovo modello murino knockout N-terminale e linee di cellule staminali embrionali.Nel complesso, i risultati contribuiscono alla comprensione dei meccanismi che regolano l’XCI e supportano l’esplorazione di strategie farmacologiche per la riattivazione del cromosoma X inattivo.