Lo studio di Città della Salute e Università di Torino: passo avanti nella comprensione delle basi genetiche
Importante passo avanti nella comprensione delle basi genetiche dell'autismo: Caprin1 è un nuovo gene responsabile di autismo. E’ quanto emerge dal Progetto NeuroWes di UniTo, uno studio multicentrico internazionale, coordinato dal Alfredo Brusco, docente di Genetica medica del Dipartimento di Scienze mediche dell’Università di Torino e della Genetica medica universitaria della Città della Salute di Torino, sviluppato in collaborazione con l’Università di Colonia e recentemente pubblicato sulla rivista scientifica internazionale 'Brain'. Lo studio, basato sulle nuove tecnologie di sequenziamento del Dna e sullo sviluppo di modelli in vitro di cellule neuronali, ha permesso di dimostrare che mutazioni nel gene Caprin1 sono responsabili di alterazioni di specifici meccanismi neuronali che provocano dal punto di vista clinico una forma di disturbo dello spettro autistico.
L’uso di tecnologie di sequenziamento dei geni umani, analisi dell’esoma ed analisi del genoma, hanno permesso, infatti, attraverso una collaborazione internazionale di identificare 12 pazienti colpiti da questa forma di disordine del neurosviluppo e comprenderne i meccanismi biologici associati. In particolare, il gruppo di ricerca del progetto NeuroWes, guidato dai professori Alfredo Brusco del Dipartimento di Scienze mediche e Giovanni Battista Ferrero del Dipartimento di Scienze cliniche e biologiche, si è dedicato dal 2015 allo studio della genetica dei disturbi dello spettro autistico, grazie alla collaborazione con molti gruppi italiani e dell’Autism Sequencing Consortium (Asc) alla Icahn School of Medicine, Mount Sinai di New York.
L’analisi di centinaia di pazienti ha permesso di individuare un caso piemontese in cui era persa un’ampia regione di un cromosoma che comprendeva il gene Caprin1. Questa iniziale osservazione ha permesso di ipotizzare il ruolo di Caprin1 nella patogenesi dell’autismo e la successiva identificazione di 12 pazienti con una mutazione nel gene ne ha dimostrato il ruolo patogenico. I pazienti mostrano ritardo del linguaggio, disabilità intellettiva, deficit di attenzione ed iperattività, disturbo dello spettro autistico.
L’autismo è un frequente disturbo del neurosviluppo che esordisce nei primi anni di vita e colpisce l'1% della popolazione nelle sue varie forme. E' caratterizzato da compromissione dell'interazione sociale, alterazione della comunicazione e interessi limitati, stereotipati e ripetitivi che impediscono di interagire adeguatamente con le persone e l'ambiente.
Per approfondire i meccanismi patologici correlati alle mutazioni del gene Caprin1, Lisa Pavinato, dottoranda del Dipartimento di Scienze mediche, ha lavorato per quasi un anno nel laboratorio della Brunhilde Wirth all’Istituto di genetica umana di Colonia. "Abbiamo utilizzato la tecnologia Crispr/Cas9 per modificare cellule pluripotenti umane in coltura in modo da spegnere una delle due copie del gene, mimando così la situazione dei pazienti - spiega Pavinato - La parte più complessa dello studio è stato derivare dei neuroni da queste cellule, e studiarne la funzione in laboratorio".
La ricerca ha dimostrato che perdere una delle due copie di Caprin1 causa un’alterazione della organizzazione e della funzione dei neuroni, nonché della loro attività elettrica. L’importanza dello studio risiede, inoltre, nella definizione del ruolo biologico di Caprin1 in quanto è stato possibile dimostrare che regola la sintesi di molte proteine nei neuroni regolando l’espressione di molti geni nel cervello. Caprin1 è una proteina molto importante, quindi, uno snodo all’intersezione di numerosi meccanismi biologici dei neuroni, che permetterà di identificare numerosi altri geni associati a disordini del neurosviluppo.
Dai dati ora pubblicati, in collaborazione con genetisti clinici, pediatri, neuropsichiatri infantili è stata raccolta un’ampia casistica sottoposta a indagini genomiche ed è in corso la progressiva valutazione dei risultati delle analisi dei casi piemontesi, rivalutando le famiglie alla luce dei dati genetici, in collaborazione con ambulatori dedicati a questo progetto istituiti presso la Genetica medica della Città della Salute di Torino, l’ospedale infantile Regina Margherita e l’Azienda ospedaliera-universitaria San Luigi Gonzaga.
