Nell'autismo, una cattiva "potatura" dei neuroni porta a un eccesso di sinapsi

I bambini e gli adolescenti con autismo hanno un lento processo di "potatura" del cervello durante lo sviluppo rispetto ai bambini sani, secondo i neuroscienziati del Columbia University Medical Center (CUMC). Questo processo di potatura più lento si traduce in un surplus di sinapsi cerebrali, i punti in cui i neuroni si connettono e comunicano tra loro.

Lo studio, pubblicato sulla rivista Neurone, ha anche scoperto che il farmaco rapamicina era in grado di ripristinare la normale potatura sinaptica e migliorare i comportamenti di tipo autistico nei topi, anche dopo la comparsa dei sintomi.

Sebbene la rapamicina abbia effetti collaterali che possono impedirne l'uso nelle persone con autismo, "il fatto che possiamo vedere cambiamenti nel comportamento suggerisce che l'autismo può ancora essere curabile dopo la diagnosi di un bambino, se possiamo trovare un farmaco migliore", ha detto lo studio ricercatore senior, David Sulzer, Ph.D., professore di neurobiologia presso CUMC.

Durante l'infanzia, c'è un'esplosione dello sviluppo delle sinapsi, in particolare nella corteccia, una regione coinvolta nei comportamenti autistici; nella tarda adolescenza, circa la metà di queste sinapsi corticali è stata eliminata. È noto che le sinapsi sono influenzate da molti geni legati all'autismo e alcuni ricercatori hanno ipotizzato che le persone con autismo possano avere più sinapsi.

Per lo studio, il coautore Guomei Tang, Ph.D., assistente professore di neurologia al CUMC, ha esaminato il cervello di bambini con autismo che erano morti per altre cause. Tredici cervelli provenivano da bambini di età compresa tra due e nove anni e tredici cervelli da adolescenti di età compresa tra 13 e 20. Sono stati esaminati per confronto anche ventidue cervelli di bambini senza autismo.

Tang ha misurato la densità delle sinapsi in una piccola sezione di tessuto in ciascun cervello contando il numero di minuscole spine che si diramano da questi neuroni corticali; ogni colonna vertebrale si collega con un altro neurone tramite una sinapsi. Nella tarda infanzia, ha scoperto, la densità della colonna vertebrale era scesa a circa la metà nel cervello di controllo, ma solo al 16% nel cervello di quelli con autismo.

"È la prima volta che qualcuno ha cercato e visto una mancanza di potatura durante lo sviluppo di bambini con autismo", ha detto Sulzer, "sebbene un numero inferiore di sinapsi in alcune aree del cervello sia stato rilevato nel cervello di pazienti più anziani e nei topi con comportamenti di tipo autistico. "

I ricercatori hanno trovato indizi che potrebbero aver causato il difetto di potatura; le cellule cerebrali dei bambini autistici erano piene di parti vecchie e danneggiate ed erano molto carenti in un percorso di degrado noto come "autofagia". Le cellule usano l'autofagia (un termine greco che significa "auto-alimentazione") per scomporre i propri componenti.

Utilizzando un modello murino, i ricercatori hanno rintracciato il difetto di potatura a una proteina chiamata mTOR. Quando mTOR è iperattivo, hanno scoperto che le cellule cerebrali perdono gran parte della loro capacità di “autoalimentarsi”. E senza questa capacità, i cervelli dei topi sono stati potati male con conseguente sinapsi extra.

"Mentre le persone di solito pensano che l'apprendimento richieda la formazione di nuove sinapsi", ha detto Sulzer, "la rimozione di sinapsi inappropriate può essere altrettanto importante".

I ricercatori sono stati in grado di ripristinare la normale autofagia e potatura sinaptica - e invertire comportamenti di tipo autistico nei topi - trattandoli con rapamicina, un farmaco che inibisce mTOR. Il farmaco è stato efficace anche dopo che i sintomi si erano sviluppati.

Poiché grandi quantità di mTOR iperattivo sono state trovate anche in quasi tutti i cervelli dei pazienti con autismo, gli stessi processi possono verificarsi nei bambini con autismo.

Fonte: Columbia University Medical Center