Problemi con un gruppo chiave di enzimi chiamati topoisomerasi possono avere effetti profondi sul macchinario genetico dietro lo sviluppo del cervello e potenzialmente portare a disturbi dello spettro autistico (ASD), secondo la ricerca pubblicata oggi sulla rivista Nature . Gli scienziati della University of North Carolina School of Medicine hanno descritto un risultato che rappresenta un significativo passo avanti nella ricerca di fattori ambientali alla base dell’autismo e conferisce nuove intuizioni sulle cause genetiche del disturbo.
“Il nostro studio mostra ciò che può accadere se gli enzimi topoisomerasi sono compromessi”, ha spiegato l’autore dello studio Mark Zylka, professore associato presso il Centro di Neuroscienze e il Dipartimento di Biologia Cellulare e Fisiologia della UNC. “L’inibizione di questi enzimi ha il potenziale di influenzare profondamente lo sviluppo neurologico forse ancora di più che causare una mutazione in uno dei geni che sono stati collegati all’ autismo”
Lo studio potrebbe avere importanti implicazioni per il rilevamento e la prevenzione dell’autismo
“La ricerca potrebbe indicare una componente ambientale per l’autismo”, ha detto Zylka. “Una esposizione temporanea ad un inibitore della topoisomerasi nell’utero, ha il potenziale di avere un effetto duraturo sul cervello, influenzando periodi critici dello sviluppo del cervello stesso.”
Questo studio potrebbe spiegare perché alcune persone con mutazioni di topoisomerasi, sviluppano autismo e altri disturbi dello sviluppo neurologico.
Topiosomerasi sono enzimi che si trovano in tutte le cellule umane. La loro funzione principale è quella di districare il DNA quando diventa overwound, un evento comune che può interferire con i processi biologici fondamentali.
La maggior parte delle sostanze chimiche topoisomerasi-inibitori conosciute sono utilizzate come farmaci chemioterapici. Zylka ha spiegato che il suo team è alla ricerca di altri composti che hanno effetti simili in cellule nervose. “Se ci sono ulteriori composti come questo in un ambiente, allora diventa importante individuarli”, ha detto Zylka. ” in modo che le donne in gravidanza possano evitare di essere esposte a questi composti.”
Zylka ed i suoi colleghi sono “inciampati” sulla scoperta quasi per caso, mentre studiavano topotecan, un farmaco che inibisce la topoisomerasi e che viene utilizzato in chemioterapia. Indagando gli effetti del farmaco sui topi e sulle cellule nervose di derivazione umana, i ricercatori hanno notato che il farmaco tende a interferire con il corretto funzionamento dei geni che erano eccezionalmente lunghi, composti di molte coppie di basi del DNA. Il gruppo ha poi fatto una connessione fortuita con molti geni dell’autismo che sono sono estremamente lunghi.
“Ci siamo resi conto che molti dei geni che sono stati soppressi erano geni dell’autismo incredibilmente lunghi.” ha detto il Prof.Zylka
Degli oltre 300 geni che sono collegati all’ autismo, quasi 50 sono stati soppressi da topotecan. Sopprimere molti geni su tutta la linea – anche in piccola parte – significa che una persona che è esposta ad un inibitore della topoisomerasi durante lo sviluppo del cervello, potrebbero avere effetti neurologici equivalenti a quelli osservati in una persona che sviluppa l’autismo a causa di un singolo gene difettoso.
I risultati dello studio potrebbero anche aiutare a portare ad una teoria unificata di come i geni implicati nell’autismo, lavorano. Circa il 20 per cento di tali geni sono collegati alle sinapsi – le connessioni tra le cellule cerebrali. Un altro 20 per cento sono legati al gene di trascrizione – il processo di traduzione di informazioni genetiche nelle funzioni biologiche. Zylka ha spiegato che questo studio colma questi due gruppi, perché dimostra che avere problemi di trascrizione dei geni collegati alle sinapsi, potrebbe compromettere la capacità di una persona di costruire le sinapsi stesse.
“La nostra scoperta ha il potenziale di unire queste due classi di geni – geni delle sinapsi e dei regolatori trascrizionali”, ha detto Zylka. ” e potrebbe infine spiegare i meccanismi biologici dietro un gran numero di casi di autismo.”
Fonte Natura 2013; DOI:10.1038/nature12504
