Identificate singole cellule cerebrali modificate in bambini affetti da autismo

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Autismo

Numerosi studi nel corso degli anni hanno identificato una pletora di geni associati al disturbo dello spettro autistico (ASD). I ricercatori ormai hanno un’idea generale di come si comportano questi geni ma capire il loro effetto a livello cellulare è stato difficile da studiare. Un team di ricercatori dell’Università della California di San Francisco (UCSF) hanno ora mappato l’espressione dei geni all’interno di singoli neuroni prelevati da bambini con ASD, rivelando potenziali differenze che aiutano a spiegare perché alcune di quelle cellule hanno difficoltà a connettersi.

L’autismo non solo varia in termini di gravità, ma la varietà di caratteristiche lo rende una condizione incredibilmente complessa che stiamo ancora cercando di capire per bene. Tuttavia, nonostante il complicato mix di geni e influenze ambientali ritenute responsabili dell’ASD, alcuni fattori rimangono coerenti. Un esempio è la connessione di alcuni geni che si esprimono attraverso lo sviluppo neurologico.

Questa chiacchierata genetica, chiamata trascrittoma, è stata misurata in tessuti prelevati da aree come la corteccia frontale e il cervelletto, rivelando differenze significative tra il cervello di persone con diagnosi di ASD e senza. Collezionare i trascrittomi dai campioni di tessuto è come intercettare il ronzio eccitato di una folla ad una festa. Ha i suoi usi nella diagnosi dell’ASD ma ciò che i ricercatori volevano veramente era ascoltare ciò che i singoli ospiti avevano da dire.

Poiché l’autismo potrebbe in parte essere causato da neuroni che hanno difficoltà a connettersi nei modi che normalmente ci aspettiamo, è importante riuscire ad identificare e descrivere quelle traduzioni genetiche uniche a livello cellulare se vogliamo ottenere trattamenti efficaci. “Identificare i cambiamenti genetici che avvengono al momento del concepimento o in utero è importante per comprendere le cause dell’autismo, ma è improbabile che queste intuizioni possano portare a obiettivi terapeutici utili“, ha affermato il neurologo Arnold Kriegstein. “Se vogliamo essere in grado di offrire trattamenti efficaci a questi bambini, dobbiamo affrontare i circuiti cerebrali alterati“.

Estrarre un trascrittoma da una cellula specifica non è molto semplice, motivo per cui non l’avevamo mai notato in precedenza. Quindi, il team, per semplificare le cose, ha estratto l’RNA dai  nuclei isolati di neuroni da campioni congelati di tessuto corticale prelevati durante l’autopsia di 15 bambini e adolescenti con una diagnosi di ASD e 16 senza diagnosi. A quel punto, hanno identificato quali tipi di cellule stavano guardando in base alle loro firme di espressione genica.

Poiché i sequestri tendono ad essere più comuni tra i bambini con autismo, sono stati analizzati, per confronto, anche campioni di tessuto prelevati da individui con epilessia. Dopo avere analizzato circa 100.000 nuclei, il gruppo di studio ha potuto individuare le differenze nelle espressioni dei geni associati alla comunicazione tra i neuroni attraverso le loro sinapsi.

Specificamente, le singole cellule che tengono queste conversazioni anomale erano negli strati superiori della neocorteccia, inclusi i neuroni di proiezione che si estendevano ad altre regioni, così come le cellule difensive non segnalanti la microglia che gestiscono la connettività. Questi confronti hanno anche confermato che esiste una relazione tra la gravità dell’ASD e il grado di espressione nei geni chiave all’interno di questi tipi di cellule.

Ora che i ricercatori hanno un’idea migliore di quali siano le cellule del cervello in cui vengono espressi geni significativamente rilevanti per l’autismo, gli studi futuri dovrebbero avere una maggiore facilità nel capire esattamente cosa fanno e perché il cervello delle persone affette da ASD si connettono come fanno loro.

Ancora più importante, questo potrebbe portare a individuare terapie specifiche per i soggetti affetti da alcune delle caratteristiche più complesse di questa condizione. “È stato molto eccitante vedere una convergenza così chiara su tipi cellulari specifici che sembrano essere alterati in tutti questi pazienti“, afferma il biologo molecolare Dmitry Velmeshev.

Questo offre la speranza che in futuro possa esserci una terapia ampiamente applicabile per molti pazienti affetti da tipi diversi di questa malattia“.

Fonte: Science.