I disturbi dello spettro autistico (ASD) colpiscono circa l’uno per cento della popolazione mondiale.
Le cause dell’autismo non sono ancora state ben identificate, ma l’evidenza suggerisce che la condizione è probabilmente il risultato di complesse interazioni tra fattori genetici e ambientali che influenzano lo sviluppo del cervello. Finora sono stati identificati centinaia di geni le cui mutazioni sono state associate con ASD. Molte di queste mutazioni svolgono un ruolo critico nelle cellule che compongono i mattoni del cervello.
“Saperne di più su questi geni e sulle loro mutazioni potrebbe aiutarci a capire alcune delle cause profonde dell’autismo e forse, trovare il modo di ridurne il rischio”, dice Vytas A.Bankaitis, Professore di Chimica della Texas A & M Health Science Center presso la Texas University che ha condotto la ricerca in collaborazione con Zhigang Xie, Assistente Ricercatore della Texas A & M Health Science Center.
I ricercatori hanno deciso di concentrare la loro attenzione sulle mutazioni in uno di questi geni, TMLHE, che è necessario per una reazione chimica fondamentale che permette alle cellule di bruciare molecole di grasso per produrre energia. ” Volevamo capire come una mutazione TMLHE potrebbe aumentare il rischio di autismo e se l’effetto di questa mutazione poteva essere contrastato”, spiegano gli autori della ricerca.
Le cellule staminali neurali e lo sviluppo del cervello
I ricercatori riferiscono:
” Quando abbiamo esaminato l’effetto delle mutazioni TMLHE nei topi, abbiamo trovato che queste mutazioni colpiscono specificamente le cellule staminali neurali durante le prime fasi di sviluppo del cervello.
Le cellule staminali neurali creano tutte le cellule specializzate che compongono il cervello.Quando si dividono per creare due cellule “figlie”, una diventa tipicamente una cellula cerebrale specializzata come un neurone e l’altra rimane una cellula staminale neurale.
Ciò significa che la popolazione di cellule staminali neurali viene conservata in modo che il lavoro di costruzione del cervello può continuare. Sebbene questo processo avviene per tutta la vita, è più attivo durante lo sviluppo embrionale del cervello.
Se la popolazione di cellule staminali neurali non viene conservata ad un livello corretto quando il cervello si sviluppa, non ci sararnno abbastanza cellule staminali per produrre il giusto numero di cellule cerebrali specializzate. Il risultato è un cervello anormalmente cablato.
Troviamo che sia proprio questo il problema che la mutazione TMLHE ha creato nei topi. Troppo spesso, la divisione delle cellule staminali neurali ha creato due cellule specializzate, invece di una cellula specializzata e una cellule staminale neurale.
Che cosa causa una mutazione TMLHE nelle cellule staminali neurali?
Le mutazioni TMLHE rendono difficile per le cellule staminali neurali produrre energia o mantenere un ambiente correttamente ossidato che è il motivo per cui spesso esse non si dividono correttamente.
Le cellule producono energia attraverso la ripartizione di molecole di grasso. Perché ciò avvenga, le molecole di grasso hanno bisogno di raggiungere i mitocondri, le centrali elettriche della cellula, per essere ripartite. Una sostanza nutritiva chiamata carnitina aiuta il trasporto di cellule di grasso in queste parti della cellula.
È qui che entra in gioco TMLHE. Possiamo ottenere la carnitina dal cibo come latte e carne, per esempio, ma i nostri corpi possono anche produrla. Ora, il gene TMLHE è necessario per la sintesi della carnitina, quindi una mutazione in questo gene può portare a carenza di carnitina. Questo influenza la produzione di energia nelle cellule e può anche provocare un ambiente cellulare che è troppo ossidato perchè la cellula possa funzionare correttamente, il che rende difficoltoso per le cellule staminali neurali dividersi correttamente.
Ma abbiamo anche scoperto che questo difetto delle cellule staminali neurali viene corretto quando la carnitina viene aggiunta alle cellule TMLHE-deficienti. Questo consente di ripristinare la loro capacità di bruciare i grassi per produrre energia, di mantenere un ambiente adeguato all’interno dei mitocondri e ripristinare il corretto comportamento delle cellule staminali neurali TMLHE-carenti durante la divisione cellulare..
TMLHE mutazioni sono sorprendentemente comuni
Due recenti studi hanno trovato che la prevalenza delle mutazioni TMLHE nelle popolazioni umane può variare da circa 1 a 350 a circa 1 a 900. Nella maggior parte dei casi, queste persone sono a conoscenza di avere una copia difettosa del gene.
La nostra ricerca solleva la possibilità che l’aumento del rischio di autismo associata a mutazioni TMLHE potrebbe essere efficacemente gestita facendo in modo che l’embrione abbia abbastanza carnitina durante le fasi critiche per lo sviluppo del cervello. Sembra anche che la carnitina sia richiesta già nelle prime fasi della gravidanza, molto prima di quanto precedentemente sospettato.
Entrambi i genitori possono trasmettere al figlio il gene difettoso TMLHE. Mentre le ragazze hanno due copie del gene, che ereditano uno da ciascun genitore, i ragazzi hanno una sola copia del gene che ereditano dalla madre. Se un feto di sesso maschile eredita il gene mutante TMLHE, sarà in grado di produrre da solo la carnitina e potrà contare sulla madre per il suo approvvigionamento.
Ipoteticamente, una donna che porta una mutazione TMLHE potrebbe richiedere un supplemento di carnitina nella dieta durante la gravidanza per cercare di ridurre al minimo il rischio associato alla condizione, in particolare per i bambini di sesso maschile.
La carenza di carnitina può essere un rischio sottovalutato di autismo
Centinaia di geni sono associati con il rischio di autismo, ma sorprendentemente, l’elevata incidenza di mutazioni TMLHE negli esseri umani suggerisce l’impatto della carenza di carnitina sul rischio della condizione, un impatto che è stato gravemente sottovalutato. Questo dato è particolarmente interessante poichè la dieta potrebbe essere un fattore rilevante di rischio di autismo associato a mutazioni TMLHE.
I risultati del nostro studio sui topi e un recente studio in cui un bambino autistico con una mutazione TMLHE è stato trattato con supplementazione di carnitina, suggeriscono che la supplementazione di carnitina prenatale potrebbe benissimo essere considerata una strategia preventiva. Tuttavia, più ricerca e sperimentazioni cliniche in particolare sulle popolazioni umane, saranno necessari per stabilire ulteriormente il ruolo della carnitina nella prevenzione dell’ autismo”.
Fonte: iflScience
