Cambiamenti genetici legati all'autismo

Una nuova ricerca sta svelando come le varianti genetiche cambiano il cervello e alterano il comportamento.

I risultati forniscono nuove intuizioni su come le varianti genetiche possono aumentare il rischio di autismo.

Gli scienziati hanno combinato l'imaging cerebrale e il lavoro di investigazione genetica per apprendere come le varianti genetiche ricablano il cervello.

La ricerca dei ricercatori dell'UCLA e del Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior è pubblicata nell'edizione online di Medicina traslazionale scientifica.

"Questo è un pezzo chiave del puzzle che stavamo cercando", ha detto il co-investigatore principale, il dottor Daniel Geschwind.

"Ora possiamo iniziare a svelare il mistero di come i geni riorganizzano i circuiti del cervello non solo nell'autismo, ma in molti disturbi neurologici correlati".

Il team dell'UCLA ha esaminato le differenze nella connettività e nella funzione cerebrale che derivano da due forme del gene CNTNAP2, una delle quali aumenta il rischio di autismo.

Studi precedenti di Geschwind e altri hanno dimostrato che il gene è più attivo durante lo sviluppo del cervello nel lobo frontale. La regione è fortemente coinvolta nell'apprendimento, che è spesso interrotto nei bambini autistici.

Sospettando che CNTNAP2 potesse influenzare l'attività cerebrale, i ricercatori hanno utilizzato la risonanza magnetica funzionale (fMRI) per scansionare il cervello di 32 bambini mentre eseguivano compiti legati all'apprendimento.

La metà dei bambini aveva l'autismo e l'altra metà no.

L'obiettivo del team era misurare la forza di vari percorsi di comunicazione in diverse regioni del cervello mentre si collegavano tra loro.

Le immagini fMRI hanno eccitato gli scienziati e hanno confermato i loro sospetti.

Indipendentemente dalla loro diagnosi, i bambini portatori della variante a rischio hanno mostrato un cervello sconnesso. Il lobo frontale era troppo connesso a se stesso e scarsamente connesso al resto del cervello. La comunicazione con la parte posteriore del cervello era particolarmente ridotta.

"Nei bambini portatori del gene di rischio, la parte anteriore del cervello sembra parlare principalmente con se stessa", ha spiegato la prima autrice Ashley Scott-Van Zeeland.

"Non comunica tanto con altre parti del cervello e manca di connessioni a lungo raggio con la parte posteriore del cervello."

A seconda della versione CNTNAP2 trasportata dal bambino, i ricercatori hanno anche osservato una differenza di connettività tra i lati sinistro e destro del cervello. Nella maggior parte delle persone, il lato sinistro elabora le funzioni legate al linguaggio, come la parola e la comprensione.

Nei bambini con il gene non a rischio, le vie di comunicazione nel lobo frontale si collegavano più fortemente al lato sinistro del cervello.

Nei bambini con la variante a rischio, le vie di comunicazione nel lobo anteriore si collegavano più ampiamente a entrambi i lati del cervello. L'insolita simmetria suggerisce che la variante del gene ricolleghi le connessioni nel cervello, forse spiegando perché questa versione di CNTNAP2 è associata al linguaggio ritardato.

"Abbiamo visto che se avevi la variante a rischio, il tuo cervello mostrava modelli di attivazione interrotti, indipendentemente dal fatto che ti fosse stato diagnosticato lo spettro dell'autismo o meno", ha spiegato la co-ricercatrice Susan Bookheimer.

"Sospettiamo che CNTNAP2 svolga un ruolo importante nel cablaggio dei neuroni nella parte anteriore del cervello e che la variante di rischio interferisca con quel processo".

Migliorando la comprensione della relazione tra geni, cervello e comportamento, la scoperta dell'UCLA potrebbe portare a una diagnosi precoce dell'autismo e nuovi interventi per rafforzare le connessioni tra il lobo frontale e il lato sinistro del cervello.

"Se determinassimo che la variante CNTNAP2 è un predittore coerente delle difficoltà linguistiche", ha detto Scott-Van Zeeland, "potremmo iniziare a progettare terapie mirate per aiutare a riequilibrare il cervello e spostarlo verso un percorso di sviluppo più normale".

I ricercatori potrebbero verificare se le terapie specifiche cambiano effettivamente la funzione cerebrale misurando la connettività dei pazienti prima e dopo la terapia, ha aggiunto.

Gli autori hanno sottolineato che i modelli di connettività trovati nello studio rientrano ancora nello spettro della normale variazione genica.

"Un terzo della popolazione porta questa variante nel suo DNA", ha osservato Geschwind. "È importante ricordare che la variante genetica da sola non causa l'autismo, ma solo aumenta il rischio."

Fonte: UCLA