I ricercatori della Emory University School of Medicine hanno approfondito una caratteristica della sindrome X fragile che si riscontra anche in altri disordini neurologici e neurosviluppo.
In un modello murino di sindrome X fragile, i meccanismi omeostatici che normalmente aiuterebbero le cellule cerebrali ad adattarsi ai cambiamenti dello sviluppo, non funzionano correttamente. Questo aiuta a spiegare perché l’ipereccitabilità corticale, che è legata alla sensibilità sensoriale e alla suscettibilità alle crisi, appare gradualmente durante lo sviluppo del cervello.
‘Queste conoscenze fisiologiche potrebbero aiutare a guidare la ricerca clinica e gli sforzi per un intervento precoce‘, dicono gli scienziati.
I risultati dello studio sono stati pubblicati il 5 febbraio da Cell Reports.
La sindrome dell’X fragile è la forma ereditaria più comune di disabilità intellettiva e una causa principale di autismo a singolo gene. Gli individui con sindrome X fragile mostrano spesso sensibilità sensoriale e circa il 15 percento hanno attacchi epilettici.
La spiegazione degli scienziati per questi fenomeni è l’ipereccitabilità corticale, il che significa che la risposta della corteccia (la parte esterna del cervello) agli input sensoriali è più che tipica. Ipereccitabilità corticale è stata osservata anche nella più ampia categoria del disturbo dello spettro autistico, così come l’emicrania o dopo un ictus.
A Emory, la Dottoressa Pernille Bülow ha stretto una collaborazione tra Peter Wenner e Gary Bassell. Wenner, interessato alla plasticità omeostatica e Bassell, un esperto di neurobiologia X fragile, volevano indagare perché un meccanismo chiamato plasticità intrinseca omeostatica non compensasse i cambiamenti nel cervello causati dalla sindrome X fragile.
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La sindrome dell’X fragile è causata dal silenziamento di un singolo gene, FMR1 che impedisce la produzione di una proteina regolatrice critica, FMRP che interagisce direttamente con alcune proteine nelle sinapsi, i siti di comunicazione tra i neuroni e controlla la produzione di altri legando l’RNA. I neuroscienziati stanno ora valutando come questi cambiamenti influenzano i neuroni e le loro reti.
La plasticità intrinseca omeostatica o HIP è un modo importante per il cervello di adattarsi durante lo sviluppo, mentre il cervello cresce e i cambiamenti fisiologici lo investono. Con HIP, le cellule cerebrali possono compensare modulando i loro livelli di canali ionici, che controllano la trasmissione di impulsi elettrici.
“È come la temperatura corporea“, dice Wenner, che è Professore associato di fisiologia. “Se qualcuno si esercita, il corpo compensa l’aumento della temperatura attraverso la sudorazione e i cambiamenti nel flusso sanguigno. L’analogia qui è che il cervello è un po ‘troppo caldo, ma non al basale, solo se viene spinto”.
Bülow e Wenner furono sorpresi di scoprire che i neuroni di topi privi di FMR1 non mostravano eccitabilità alterata, rispetto ai neuroni normali. Ciò contrasta con le scoperte di altri scienziati e potrebbe essere dovuto al fatto che i neuroni studiati provenivano da animali appena nati, al contrario di animali di diverse settimane.
Tuttavia, Bülow ha scoperto che dopo un periodo di calma indotta da farmaci, i neuroni di topi privi di FMR1 avevano risposte esagerate nei loro schemi di accensione elettrica. Il trattamento cronico con farmaci che deprimono l’attività neuronale normalmente evoca la plasticità omeostatica come un effetto compensatorio. In questo caso, i neuroni dei topi knockout FMR1 hanno mostrato una sovracompensazione.
Questa scoperta ha portato gli autori a proporre che l’HIP esagerato potesse essere un meccanismo attraverso il quale si manifesta eccitabilità corticale durante lo sviluppo. Scrivono i ricercatori:
‘Questi risultati sono coerenti con l’osservazione che i sintomi associati all’ipereccitabilità corticale (convulsioni, ipersensibilità sensoriale) non emergono fino a pochi anni nello sviluppo di FXS. Questi risultati supportano l’idea che l’ipereccitabilità non sia causata dai cambiamenti nella funzione del canale ionico che sono prodotti direttamente dalla perdita di FMRP, ma piuttosto dalle compensazioni indirette a questi cambiamenti iniziali‘.
I ricercatori stanno ora studiando le basi biochimiche delle alterazioni della plasticità omeostatica nella sindrome dell’X fragile e hanno in programma di considerare l’eccitabilità nei tessuti cerebrali.
“La plasticità omeostatica anomala potrebbe essere un meccanismo convergente, attraverso il quale emergono molti diversi disordini dello sviluppo neurologico”, afferma Wenner.
Fonte, Cell Reports
