Nuova luce sui meccanismi dell'autismo

Neuropsychopharmacology, novembre 2015

Il cervelletto e i disturbi dello spettro autistico.
Comportamenti tipici dei disturbi dello spettro autistico in assenza del gene PTEN nelle cellule di Purkinje del cervelletto

Cupolillo D^1,2, Hoxha E^1,2, Faralli A^1,2, De Luca A^1,2, Rossi F^1,2, Tempia F^1,2, Carulli D^1,2

I disturbi dello spettro autistico (ASD, dall’inglese “autism spectrum disorders”) - presenti nell'1-2% della popolazione mondiale - sono determinati da difetti nello sviluppo del sistema nervoso e consistono in una scarsa interazione sociale, interessi limitati e comportamenti ripetitivi.

Nonostante le cause dell’ASD non siano ancora del tutto conosciute, è noto che esiste una forte componente genetica. Nel 5-10% dei pazienti con ASD è stata riscontrata infatti una mutazione inattivante nel gene che codifica per la fosfatasi PTEN (Phosphatase and Tensin homolog missing on chromosome 10). Allo stesso tempo, alcuni fattori ambientali possono giocare un ruolo chiave. Per esempio, una lesione del cervelletto nel periodo perinatale rappresenta un altissimo fattore di rischio per l’insorgenza dell’ASD.

Per capire se la mutazione di PTEN determina lo sviluppo di tratti autistici attraverso alterazioni del cervelletto, abbiamo utilizzato una linea di topi geneticamente modificati in cui i neuroni di Purkinje del cervelletto non esprimono PTEN. In tali animali abbiamo riscontrato alcuni tratti tipici dell’ASD, ossia movimenti stereotipati ripetitivi, minore capacità di interazione sociale e deficit di apprendimento motorio. Le cellule di Purkinje degli animali geneticamente modificati presentano evidenti alterazioni morfologiche ed elettrofisiologiche, accompagnate da una progressiva riduzione del numero di tali neuroni.

Sezione di cervelletto di un topo geneticamente modificato di 9 mesi.
Le cellule di Purkinje sopravvissute sono visibili in rosso, parte delle cellule mancanti è indicata con un cerchio bianco.

Con questo studio, pertanto, per la prima volta è stato messo in luce un collegamento tra la mancata espressione di PTEN nelle cellule di Purkinje del cervelletto e la genesi di tratti appartenenti all’ASD. Riteniamo che tali risultati siano importanti ai fini di una comprensione migliore del ruolo dei neuroni di Purkinje nel funzionamento dei circuiti cerebrali che regolano l’ASD, così come dei meccanismi, dipendenti da PTEN, che contribuiscono all’insorgenza di tale patologia.

Il nostro lavoro, inoltre, potrebbe avere importanti implicazioni dal punto terapeutico ai fini di prevenire i difetti morfo-funzionali e la morte delle cellule di Purkinje e, di conseguenza, migliorare i deficit dei pazienti affetti da ASD causati da mutazioni di PTEN.

Albero dendritico di una cellula di Purkinje di un topo geneticamente modificato, con visibili ingrossamenti e ramificazioni ectopiche.

¹ Department of Neuroscience, Neuroscience Institute of Turin (NIT), University of Turin, Orbassano (Turin), Italy.
² Neuroscience Institute of the Cavalieri-Ottolenghi Foundation (NICO), University of Turin, Orbassano (Turin), Italy.