In un recente studio pubblicato su Molecular Psychiatry, i ricercatori dello Scripps Research hanno sviluppato “mini-cervelli” personalizzati, creati a partire da cellule staminali di pazienti affetti da una rara forma di autismo e disabilità intellettiva. Questi “organoidi” cerebrali hanno permesso agli scienziati di approfondire la comprensione del disturbo dello spettro autistico (ASD) e di testare potenziali trattamenti innovativi.
I “mini-cervelli” e l’autismo
La ricerca, guidata dal professor Stuart A. Lipton, neurologo clinico e autore senior, si è concentrata su una mutazione genetica specifica associata all’autismo, analizzando il modo in cui altera l’equilibrio cellulare durante lo sviluppo cerebrale. “Il nostro lavoro mostra come questa mutazione genetica che e’ stata associata all’autismo, interrompe il tipico equilibrio delle cellule cerebrali durante lo sviluppo“, ha spiegato Lipton, aggiungendo che “abbiamo anche stabilito che potrebbero esserci modi per affrontare questo squilibrio piu’ avanti nella vita“.
L’ASD è un disturbo neurologico e dello sviluppo che impatta sulle interazioni sociali, sui comportamenti ripetitivi e sulla comunicazione. Pur essendo legato a diverse varianti genetiche, ciascuna contribuisce solo parzialmente ai casi complessivi. Per esplorare il fenomeno, il team ha creato organoidi cerebrali a partire da cellule della pelle di pazienti con sindrome da aploinsufficienza MEF2C (MHS), una variante grave dell’ASD. Attraverso tecniche avanzate di biologia delle cellule staminali, queste cellule sono state trasformate in cellule cerebrali che hanno permesso di simulare aspetti cruciali dell’attività cerebrale.
“Potevamo riprodurre aspetti essenziali del cervello dei pazienti per studiarne l’attivita’ elettrica e altre proprieta‘”, ha dichiarato Lipton. Questo approccio innovativo ha coinvolto emotivamente sia i pazienti sia le loro famiglie: “Abbiamo effettivamente portato i bambini in laboratorio per vedere i loro mini-cervelli ed e’ stato molto emozionante sia per i bambini che per le famiglie“, ha proseguito il ricercatore.
Nei “mini-cervelli” derivati dai pazienti con MHS, i ricercatori hanno osservato un anomalo sviluppo delle cellule gliali a discapito dei neuroni, particolarmente dei neuroni inibitori, un fenomeno che ha causato un’eccessiva attività elettrica. Approfondendo, Lipton e i suoi collaboratori hanno individuato circa 200 geni sotto il controllo di MEF2C, alcuni dei quali codificano microRNA (miRNA), piccole molecole di RNA che influenzano l’espressione genica e lo sviluppo delle cellule cerebrali. “Nel nostro studio, alcuni miRNA specifici sembrano essere importanti nel dire alle cellule cerebrali in via di sviluppo se diventare cellule gliali, neuroni eccitatori o neuroni inibitori“, ha detto Lipton. Le mutazioni in MEF2C, infatti, alterano questi miRNA e ostacolano il normale sviluppo delle cellule nervose.
Con l’aggiunta di copie extra di miRNA agli organoidi cerebrali, il team è riuscito a ripristinare l’equilibrio cellulare nei “mini-cervelli”. Sebbene sia difficile applicare trattamenti in fasi di sviluppo così precoci, il team ha testato NitroSynapsin, un farmaco che Lipton e colleghi hanno brevettato, evidenziandone la capacità di riequilibrare i livelli di attività neurale negli organoidi e di proteggere le sinapsi, le connessioni nervose. “Stiamo continuando a testare questo farmaco su modelli animali con l’obiettivo di somministrarlo alle persone nel prossimo futuro“, ha annunciato Lipton, definendo la ricerca “un passo entusiasmante in quella direzione“.
Questi progressi rappresentano una nuova frontiera per la comprensione e il trattamento dell’autismo, ma sono ancora necessari ulteriori studi per valutare l’efficacia del NitroSynapsin sui sintomi dei pazienti umani e su altre forme di ASD.
