Gent.ma<http://Gent.ma> Margherita, Le delezioni di SHANK3, che sono il tipo di alterazione piu’ comunemente riscontrata, possono essere evidenziate tramite il test array-CGH, o microarray cromosomici. Questo test è indicato per tutti i soggetti con diagnosi di autismo, ed è in grado di rilevare non soltano microdelezioni di SHANK3, ma anche altre alterazioni genomiche associate ad autismo. Più raramente SHANK3 è alterato da mutazioni di piccole dimensioni, che non sono rilevabili tramite array-CGH, e richiedono uno screening del gene mirato, ma queste sono molto rare. Cordiali saluti Elena Maestrini (Università di Bologna) On 20 May 2019, at 16:23, Margherita Ranalli <[email protected]<mailto:[email protected]>> wrote: Scusate quindi dovremmo effettuare analisi genetiche con ricerca di questo gene? Il lunedì 20 maggio 2019, 16:17:32 CEST, daniela <[email protected]<mailto:[email protected]>> ha scritto: Lo studio delle condizioni monogeniche offre la possibilitá di percorrere la strada che porta dal gene all’anatomia alla fisiologia al sintomo. Questo tipo di studi ci mostra le tante strade che portano ai sintomi dell’autismo e aumenta le nostre conoscenze sul funzionamento del cervello nella normalitá e nella patologia. In medicina la conoscenza non é peró fine a se stessa, ma é finalizzata alla sperimentazione di terapie che, in quanto supportate da solide basi conoscitive, hanno maggiori probabilitá di successo delle sperimentazioni prive di tali basi. Lo studio delle condizioni monogeniche ha come prima finalitá quella di curare i portatori di tali condizioni e, sperabilmente, anche di altri sottogruppi che, pur non avendo quella particolare condizione di base, potrebbero condividere con essa i target delle terapie. Una condizione che sta emergendo come importante causa di autismo é la delezione del gene Shank3, sulla quale uno studio pubblicato di recente ha fornito elementi di conoscenza del tutto inediti. Maria Luisa Scattoni, che ne é coautrice, ce ne ha mandato un ampio resoconto. A lei va il mio caloroso ringraziamento a nome di tutti gli iscritti alla lista autismo-biologia Daniela Mariani Cerati Deletion of autism risk gene Shank3 disrupts prefrontal connectivity; Marco Pagani, Alice Bertero, Adam Liska, Alberto Galbusera, Mara Sabbioni, Noemi Barsotti, Nigel Colenbier, Daniele Marinazzo, Maria Luisa Scattoni, Massimo Pasqualetti and Alessandro Gozzi; Journal of Neuroscience 6 May 2019, 2529-18; DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2529-18.2019 http://www.jneurosci.org/content/early/2019/05/06/JNEUROSCI.2529-18.2019 Uno studio tutto italiano, coordinato dall’Istituto Italiano di Tecnologia di Rovereto e svolto in collaborazione con l’Università di Pisa e l’Istituto Superiore di Sanità, ha fatto chiarezza su alcune alterazioni strutturali e funzionali che si stabiliscono a seguito delle delezione del gene Shank3. Lo studio è stato pubblicato qualche giorno fa sulla rivista internazionale The Journal of Neuroscience. Le mutazioni nel gene che codifica per la proteina Shank3 sono tra le maggiori cause di disturbo dello spettro autistico. Il gene Shank3 è infatti uno dei principali fattori di rischio implicati nella Sindrome di Phelan-McDermid, un disturbo del neurosviluppo caratterizzato da fenotipo autistico, severa disabilità intellettiva e linguaggio assente o estremamente ridotto. Shank3 è una proteina strutturale (scaffolding), localizzata nelle sinapsi del sistema nervoso centrale e coinvolta nell'organizzazione delle connessioni fra i neuroni all'interno del cervello. Sebbene siano note la struttura e la funzione di Shank3, i meccanismi neurali che vengono alterati quando il gene Shank3 è mutato non sono ancora del tutto chiari. Obiettivo principale del lavoro “Deletion of autism risk gene Shank3 disrupts prefrontal connectivity” è stato quello di studiare e comprendere come le alterazioni genetiche in Shank3, che sappiamo essere strettamente connesse ai disturbi dello spettro autistico, influiscono sulla connettività e sulla regolazione di diverse funzioni cerebrali, in particolare quelle socio-comunicative. I ricercatori hanno riprodotto la mutazione Shank3 in un modello murino e hanno utilizzato tecniche di risonanza magnetica ad alta risoluzione (MRI) per mappare anomalie strutturali e funzionali. La risonanza magnetica funzionale in resting state (rsfMRI), che misura l’attività di base del cervello in assenza di stimolazione esterna, ha permesso di identificare una robusta alterazione della connettività locale e a lungo raggio nelle aree fronto-corticali e fronto-striatali che partecipano al "default mode network” (DMN). Quest’ultimo costituisce una rete complessa di regioni cerebrali, strettamente connesse tra di loro per funzioni astratte che hanno un alto livello di complessità cognitiva. Gli studiosi sottolineano la presenza di una ridotta connettività e compromessa sincronizzazione funzionale nei topi mutati Shank3, soprattutto a livello della corteccia prefrontale. Da notare che questi risultati rafforzano quanto evidenziato in altri studi clinici e preclinici. Infatti convergenti pattern di ipo-connettività prefrontale sono stati riportati in modelli animali e in persone con mutazioni/delezioni a carico di diversi geni associati ai disturbi dello spettro autistico. Queste ricerche, dunque, suggeriscono che l’ampia eterogeneità eziologica a base genetica che caratterizza l’autismo può dare origine a patterns condivisi di connettività, e quindi di funzionalità cerebrale, nelle persone nello spettro autistico. La risonanza magnetica strutturale (VBM o morfometria basata sui voxel) ha aiutato a capire se la mancanza della proteina Shank3 avesse prodotto anche alterazioni neuroanatomiche. I topi privi di Shank3 presentano una significativa riduzione di volume di materia grigia e dello spessore corticale in diverse regioni, tra cui l’area prefrontale, in cui è stata evidenziata un’anomala connettività funzionale. Queste analisi strutturali nel modello animale ricapitolano alcuni studi di neuroimaging condotti in coorti di pazienti nello spettro autistico. Molto interessante in questo lavoro è l’analisi di correlazione tra le alterazioni delle aree corticali e l’attività comportamentale del topo privo del gene Shank3. Prima di tutto, è stato caratterizzato il modello murino per misurare i livelli di interazione e comunicazione sociale e dimostrato che esso presenta un fenotipo comportamentale altamente riconducibile a quello autistico. Infatti, nel test di interazione sociale (in cui il topo è libero di esplorare il proprio conspecifico in un’arena aperta), il mutante Shank3 stabilisce meno contatti sociali diretti e mostra alterazioni nell’emissione delle vocalizzazioni ultrasoniche. L’analisi dell’emissione ultrasonica nei modelli animali permette di studiare la presenza/assenza di deficit socio-comunicativi in quanto le vocalizzazioni ultrasoniche sono emesse dai roditori per comunicare con i conspecifici in differenti contesti sociali. Successivamente, quando le misure comportamentali sono state correlate per ciascun topo a quelle della risonanza magnetica funzionale (rsfMRI), è stato visto che l’ipo-connettività prefrontale si associa ad un ridotto numero di vocalizzazioni ultrasoniche. Un’analoga correlazione è stata riportata tra il volume di materia grigia e il repertorio vocale murino: all’ipotrofia della corteccia cerebrale si associa una ridotta frequenza nell’emissioni delle vocalizzazioni ultrasoniche. Questi dati indicano che anomalie cerebrali strutturali e funzionali a seguito di mutazioni genetiche influiscono fortemente sul comportamento sociale, sfociando in sostanziali deficit socio-comunicativi. In associazione alla ridotta connettività funzionale, i ricercatori hanno studiato le connessioni strutturali delle regioni corticali dei topi mutanti. A tale scopo, è stato effettuato un esperimento di marcatura retrograda impiegando un specifico tracciante (virus ricombinate). Oltre all’ipo-connettività funzionale individuata tramite rsfMRI, i mutanti Skank3 presentano una ridotta densità delle proiezioni neuronali a livello locale, ma non a lungo raggio, nella corteccia prefrontale. In particolare le popolazioni neuronali interessate sono quelle eccitatorie. In precedenti lavori con modelli genetici di autismo, è stato infatti visto che la maturazione disfunzionale dei sistemi neuronali eccitatori e inibitori che si verificano durante lo sviluppo possono dare origine a squilibri permanenti nella connettività corticale e sincronizzazione funzionale. I risultati di questo lavoro ampliano la comprensione dei meccanismi neurali indotti dalla mutazione Shank3 e aprono la strada a successive ricerche, con lo scopo di individuare le origini della sintomatologia autistica. Le disfunzioni che caratterizzano il mutante Shank3 compromettono fortemente i complessi meccanismi neurali che mediano il comportamento socio-comunicativo, attraverso il coinvolgimento di circuiti fronto-striatali e fronto-cortiali. In particolare, le evidenze sopra descritte sottolineano il ruolo della corteccia prefrontale come mediatore delle funzioni sociali e delle funzioni cognitive complesse, la cui alterazione è rilevante nel disturbo dello spettro autistico. La delezione Shank3 predispone all’insorgenza di disturbi del neurosviluppo, tra cui l’autismo, attraverso la disregolazione della sincronizzazione e della connettività funzionale nelle aree corticali e al successivo stabilirsi di anomalie socio-comunicative. I deficit di natura linguistica e comunicativa osservati nei soggetti con Sindrome di Phelan-McDermid sono riprodotti nel modello animale. Dunque, il mutante Shank3 fornisce un valido modello traslazionale per studiare in dettaglio le alterazioni neuronanatomiche, funzionali e comportamentali associate al disturbo dello spettro autistico. Maria Luisa Scattoni, PhD Research Coordination and Support Service Istituto Superiore di Sanità Viale Regina Elena 299, 00161 Rome, Italy _______________________________________________ Lista di discussione autismo-biologia [email protected]<mailto:[email protected]> ANGSA (Associazione Nazionale Genitori Soggetti Autistici). Fondazione Augusta Pini ed Istituto del Buon Pastore Onlus. Per cancellarsi dalla lista inviare un messaggio a: [email protected]<mailto:[email protected]> _______________________________________________ Lista di discussione autismo-biologia [email protected]<mailto:[email protected]> ANGSA (Associazione Nazionale Genitori Soggetti Autistici). Fondazione Augusta Pini ed Istituto del Buon Pastore Onlus. Per cancellarsi dalla lista inviare un messaggio a: [email protected]