[autismo-biologia] Disruption of mTOR and MAPK pathways correlates with severity in idiopathic autism

[daniela]

Su questa lista si é  piú volte parlato della via di segnalazione mTOR

http://autismo33.it/pipermail/autismo-biologia/2014-September/001398.html

come possibile target per terapie innovative nel sottogruppo di casi di 
autismo nei quali vi é una iperattivazione di questa via.

Riassumendo:
- in un consistente numero di reperti autoptici é stato rilevato un 
eccesso di sinapsi
- in concomitanza con questo dato anatomico é stata rilevata una 
iperattivazione della via di segnalazione mTOR
- é stato generato un modello animale con iperattivazione di mTOR, 
aumento delle sinapsi cerebrali e comportamento simil autistico
- trattando questi animali con un inibitore di mTOR sono regrediti sia 
l’eccesso di sinapsi che i sintomi simil autistici
- nell’uomo si é ottenuto il miglioramento dei sintomi neuropsichiatrici 
in un caso di sclerosi tuberosa, condizione nota come mTOROpatia

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4878062/

I quesiti che si pongono alla luce di quanto sopra sono:
- l’iperattivazione di mTOR é presente anche in casi di autismo 
idiopatico?
- prima di passare a una sperimentazione di terapia con inibitori siamo 
sicuri che anche nell’uomo vi sia un rapporta causale tra 
iperattivazione di mTOR e sintomatologia autistica?

In questo filone di ricerca importantissimo, perché potrebbe portare a 
terapie mirate, si inserisce il lavoro di Rosina E. e colleghi 
“Disruption of mTOR and MAPK pathways correlates with severity in 
idiopathic autism”

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30705255

E’ coautore di questo importante lavoro il Professor Paolo Curatolo, 
Direttore dell’Unitá di Neuropsichiatria dell’Universitá Tor Vergata e 
membro del Comitato scientifico ANGSA, che ci ha mandato un ampio 
resoconto dell’articolo. Eccolo

Diversi geni che sono mutati in malattie monogeniche associate ad  
autismo agiscono come regolatori della sintesi proteica. Quest’ultima  
è un processo molto importante per la corretta funzione delle sinapsi,  
ovvero i punti di contatto che si stabiliscono tra i miliardi di  
neuroni che compongono il nostro cervello.
I processi di apprendimento ed il comportamento stesso di un individuo  
si basano sulla capacità del sistema nervoso di modificare, rinnovare  
o eliminare le sinapsi. La de-regolazione della sintesi proteica  
locale, spesso accompagnata da un anomalo rimodellamento del  
citoscheletro durante lo sviluppo del cervello, comporta  
un’alterazione della funzionalità sinaptica, contribuendo così  
all’insorgere di condizioni patologiche denominate “sinaptopatie”,  
come l’autismo e le disabilità intellettive, per le quali al giorno  
d’oggi non esistono terapie efficaci.

Le cellule del nostro cervello si sviluppano e rispondono ad una  
moltitudine di eventi durante la vita, grazie alla presenza e  
modulazione delle proteine, i “mattoni della cellula”. Le cellule  
comunicano tra loro attivando una cascata di proteine, un processo  
chiamato “trasduzione del segnale”.
Nel cervello, due vie di trasduzione del segnale orchestrate dalle  
proteine mTOR e MAPK regolano la formazione delle sinapsi e la sintesi  
proteica locale. Ci sono diversi studi che mostrano la de-regolazione  
delle vie MAPK ed mTOR in pazienti con autismo. Pertanto è stato  
ipotizzato che un’aberrante sintesi di proteine a livello delle  
sinapsi possa contribuire alla patogenesi di autismo e delle  
disabilità intellettive ad esso associate.

In questo lavoro, lo scopo dello studio condotto dal gruppo di ricerca  
della Prof.ssa Claudia Bagni insieme all’equipe del Prof. Paolo  
Curatolo (Universita'Roma Tor Vergata), è stato quello di identificare  
marcatori molecolari in cellule mononucleate isolate da sangue  
periferico (PBMCs) di  33 bambini con autismo idiopatico (di età  
compresa tra i 3 e gli 11 anni) e 22 bambini normotipici (di età  
compresa tra i 6 ed i 17 anni). L’interesse dello studio è stato  
quello di caratterizzare l’espressione di 17 proteine coinvolte nelle  
due vie di trasduzione del segnale sopracitate, mTOR e MAPK.  
Considerata l’eterogeneità della patologia, i bambini con autismo a  
disposizione sono stati suddivisi in fenotipi clinici al fine di  
identificare marcatori molecolari in correlazione con la severità di  
autismo.
Nell’analisi globale è stata identificata un aumento dell’espressione  
di proteine quali rpS6, la forma fosforilata della proteina eIF4E,  
ERK1-2 e la forma fosforilata della proteina MNK1, suggerendo un  
aumento di attività di entrambe le vie di trasduzione del segnale,  
mTOR e MAPK, nella coorte di bambini con autismo idiopatico analizzata  
rispetto ai bambini normotipici.

Inoltre, considerata l'eterogeneità dei fenotipi presenti nel disturbo  
dello spettro autistico e la variabilità dell'espressione proteica  
osservata negli individui con autismo analizzati nello studio, è stato  
ipotizzato che l'espressione proteica possa cambiare in relazione alla  
severità della malattia. Per studiare questa ipotesi, il profilo  
molecolare è stato analizzato in base al fenotipo clinico di ciascun  
bambino con autismo, utilizzando la classificazione ADOS. Sono state  
identificate quattro proteine che possono discriminare, con elevata  
accuratezza, la severità della patologia, in particolare rpS6, la  
forma fosforilata della proteina eIF4E, la forma fosforilata della  
proteina MNK1 e TSC1.

I risultati di questo studio suggeriscono che studiando a livello  
periferico i livelli di proteine coinvolte nella regolazione della  
sintesi proteica si possano identificare dei marcatori molecolari che  
siano di aiuto per futuri studi clinici volti a ripristinare i livelli  
di trasduzione nell’autismo. Sebbene siano necessari ulteriori studi  
in coorti che coinvolgano un numero maggiore di bambini, da questo  
studio si evince che lo screening di proteine coinvolte nelle suddette  
vie potrebbe essere predittivo per la diagnosi precoce dell'autismo,  
in particolare in correlazione con la severità. Questo può facilitare  
in futuro l’identificazione di terapie personalizzate che tengano in  
considerazione il fenotipo clinico del paziente.

-- 
Prof. Paolo Curatolo
Past President, International Child Neurology Association
Director, Pediatric Neuroscience Unit
"Tor Vergata" University Hospital,
Rome, Italy
Tel +390620903533
www.paolocuratolo.it