Da molto tempo ci si chiede se le persone con autismo percepiscono poco il dolore o se, pur percependolo, non sanno esprimere questa loro percezione. Han e colleghi, per rispondere a questo quesito, hanno studiato la condizione caratterizzata dalla delezione di Shank3 e hanno fatto una serie di esperimenti totalmente nuovi spostando l’attenzione dal cervello ai neuroni sensitivi primari dei gangli dorsali del sistema nervoso periferico. I risultati sono stati pubblicati nel seguente articolo Han et al., SHANK3 Deficiency Impairs Heat Hyperalgesia and TRPV1 Signaling in Primary Sensory Neurons, Neuron (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2016.11.007 https://www.researchgate.net/publication/311341011_SHANK3_Deficiency_Impairs... da cui risulta una situazione estremamente complessa nella quale la percezione del dolore é alterata per meccanismi che dipendono non dal cervello, ma dalla carenza di Shank3 a livello dei gangli dorsali del sistema nervoso periferico. Ha letto per noi l’articolo Giorgio Lenaz, professore emerito di biochimica all’Universitá di Bologna. Ecco il suo resoconto Neuron 2017 La deficienza di SHANK3 abolisce la ipersensibilità al calore e la segnalazione del recettore-canale ionico TRPV1 in neuroni sensoriali primitivi Q. Han et al Duke University Medical Cnter, Durham NC, USA Commento. Si tratta di un lavoro complesso estremamente accurato, condotto con una molteplicità di tecniche e ricco di appropriati controlli. L’osservazione che la proteina SHANK3, già implicata nei disordini dello spettro autistico a livello del sistema nervoso centrale, è in grado di spiegare disturbi della sensibilità a livello periferico che accompagnano la sintomatologia autistica rafforza il ruolo delle mutazioni del gene SHANK3 e in genere della eziopatogenesi genetica dei disordini dello spettro autistico. INTRODUZIONE Gli individui affetti da disordini dello spettro autistico (ASD) presentano spesso disturbi sensoriali in relazione al tatto, all’odorato, al gusto e al dolore. In particolare la sensibilità al dolore non è ben chiarita in soggetti ASD. Sembra essere presente una maggior tolleranza a lesioni dolorose come botte e tagli, oltre a una tendenza a comportamenti autolesivi come sbattere la testa, pizzicarsi la pelle o mordersi. In contrasto con queste osservazioni si verifica a volte una risposta comportamentale esagerata al dolore. Inoltre è stato anche suggerito che i bambini con ASD hanno una mimica facciale deficitaria che potrebbe far scambiare una mancata risposta al dolore con insensibilità. Queste contraddizioni sono probabilmente dovute alla scarsa conoscenza dei meccanismi che regolano la sensibilità al dolore in ASD. Numersoi geni sono stati implicati in ASD, tra cui geni che regolano la trasmissione sinaptica. Il sistema di proteine SHANK3 costituisce un’impalcatura proteica nella zona densa post-sinaptica delle sinapsi eccitatorie glutammatergiche. Evidenze su base genetica hanno stabilito che i geni che codificano per queste proteine sono considerati come importanti geni causali dei disturbi autistici idiopatici. Topi con mutazioni di SHANK3 mostrano disturbi delle sinapsi a glutammato che ricordano quelli presenti in modelli murini della sindrome del cromosoma X fragile, della sindrome di Rett e della sindrome di Angelman. SHANK3 mappa sul cromosoma 22.q.13.3: è interessante che 77% dei pazienti con sindrome di Phelan-McDermid, con delezione del 22.q.13 e dell’intero gene SHANK3, manifestano diminuita sensibilità al dolore. In questo studio gli autori hanno deleto l’intero gene SHANK3 in topi, ottenendo un quadro genetico simile a quello della maggioranza dei pazienti ASD; in particolare gli autori hanno esaminato il ruolo di SHANK3 nei neuroni sensitivi primari dei gangli dorsali del sistema nervoso periferico [Questi neuroni raccolgono gli stimoli sensitivi provenienti dalle terminazioni periferiche e le trasmettono al corno posteriore del midollo spinale] . In particolare hanno studiato l’espressione di SHANK3 nelle terminazioni presinaptiche degli stessi neuroni a livello del midollo spinale, rivelando un ruolo presinaptico di SHANK3 nella trasmissione del dolore attraverso la regolazione del recettore-canale ionico sensibile al potenziale detto TRPV1: l’insufficienza di SHANK3 infatti produce profondi difetti della funzione di TRPV1 in neuroni murini ed umani. Per lo studio sono stati usati tre ceppi di topi: controlli senza delezione, deleti di SHANK3 omozigoti e deleti eterozigoti. RISULTATI Diversi test di sensibilità al calore e al dolore acuto non hanno mostrato alcuna differenza tra i tre gruppi. Al contrario il dolore cronico è alterato nei topi con delezione. Infatti una iniezione intraplantare di adiuvante di Freund o di capsaicina produceva una infiammazione cronica dolorosa caratterizzata da iperalgesia al calore. L’iperalgesia era significativamente ridotta sia nei topi omozigoti SHANK3-deleti che, in grado minore, negli eterozigoti. Esperimenti di controllo hanno rivelato che l’effetto non è dovuto a perdita di neuroni o deficit di innervazione, ma di effettiva perdita della sensibilità al dolore . L’espressione di SHANK3 nei neuroni sensitivi primari e nelle terminazioni nel midollo spinale è stata studiata con diverse tecniche, rivelando una localizzazione sia presinaptica che postsinaptica nel corno dorsale del midollo spinale. Per comprendere il meccanismo molecolare con cui SHANK3 regola la sensibilità al dolore, gli Autori hanno studiato l’attività elettrica di neuroni del ganglio dorsale dei tre ceppi di topi: le correnti indotte dalla iniezione di capsaicina nelle cellule attraverso il recettore-canale TRPV1 erano molto diminuite nei topi SHANK3-deleti eterozigoti rispetto ai controlli, e quasi abolite negli omozigoti. La diminuita attività di TRPV1 era sicuramente dovuta all’assenza di SHANK3 poiché l’attività veniva ripristinata dalla re-inserzione del gene SHANK3 nei neuroni; è significativo che la re-inserzione di un gene SHANK3 con una mutazione legata all’autismo nell’uomo non era in grado di ripristinare le correnti di TRPV1. Poiché la corrente che passa per TRPV1 regola la liberazione del neurotrasmettitore glutammato a livello presinaptico, gli Autori hanno anche studiato la trasmissione sinaptica eccitatoria negli stessi neuroni dopo iniezione di capsaicina, indagando le correnti postsinaptiche in interneuroni spinali collegati alle terminazioni presinaptiche di cui sopra. Mentre l’attività elettrica basale era normale in tutti e tre i gruppi, l’attività indotta dall’iniezione di capsaicina era fortemente ridotta nei topi SHANK3-deleti. Quindi SHANK3 è necessaria anche per la plasticità sinaptica mediata dalle correnti presinaptiche attraverso TRPV1. [In altre parole SHANK3 non modifica la trasmissione basale del dolore attraverso la trasmissione nervosa nei nervi sensitivi, ma è necessaria per modulare la ipersensibilità cronica attraverso una maggior liberazione del neurotrasmettitore glutammato indotta dall’attivazione del canale TRPV1 potenziando così lostimolo] Questa interpretazione è suffragata da studi che hanno mostrato la co-localizzazione di SHANK3 e TRPV1 nei neuroni delle radici dorsali e la loro interazione fisica a livello strutturale; vari esperimenti hanno dimostrato che SHANK3 modula l’espressione in superficie del canale TRPV1 da cui dipende la sua attività elettrica. In un’ultima serie di esperimenti gli Autori hanno studiato l’effetto di SHANK3 sulla funzione di TRPV1 in neuroni del ganglio dorsale umano prelevati da donatori sani. Era osservata un’estesa espressione di SHANK3, che si co-localizzava ampiamente con TRPV1. Gli Autori hanno diminuito l’espressione di SHANK3 in questi neuroni attraverso l’uso di siRNA (small interfering RNA) che si lega all’RNA messaggero specifico neutralizzando la sua traduzione in proteina. La diminuzione di SHANK3, anche se parziale, si accompagnava alla completa soppressione delle correnti indotte da capsaicina. Inoltre, anche se la quantità di TRPV1 non era mutata, ne veniva alterata la funzione. Pertanto si dimostra il ruolo di SHANK3 nel modulare la trasmissione sinaptica a livello presinaptico anche in neuroni umani. Questo studio per la prima volta implica SHANK3 nel sistema nervoso periferico, mentre finora la sua funzione era stata collegata esclusivamente al sistema nervoso centrale. Inoltre lo studio puntualizza una fondamentale azione di SHANK3 a livello presinaptico oltre alla funzione postsinaptica finora più conosciuta. In questo modo questa ricerca rafforza il ruolo di SHANK3 nella patogenesi dell’autismo, in quanto contribuisce a spiegare i disturbi a livello periferico che accompagnano i disordini autistici.