Due proteine implicate in autismo sono stati trovati per controllare la forza e l'equilibrio delle connessioni delle cellule nervose, hanno scoperto i ricercatori dell'UT Southwestern Medical Center.
Giugno 2007 – Le proteine, che servono a collegare fisicamente le cellule nervose, sono state scoperte più di dieci anni fa dagli scienziati dell'UT Southwestern, ma la loro funzione non è stata chiara.
Nel nuovo studio, che appare nell'edizione del 21 giugno della rivista Neurone, i ricercatori hanno scoperto che una proteina aumenta l'eccitabilità delle cellule nervose, mentre l'altra inibisce l'attività cellulare. Ancora più importante, questi effetti dipendevano dalla frequenza con cui le cellule si attivavano.
I livelli di attività dei neuroni svolgono un ruolo vitale durante il normale sviluppo del cervello nei bambini. Le connessioni attive diventano più forti e sopravvivono fino all'età adulta, mentre quelle inattive scompaiono.
Si ritiene che l'autismo implichi uno squilibrio delle connessioni nervose eccitatorie e inibitorie, una teoria supportata da questo studio, ha affermato il dottor Ege Kavalali, professore associato di neuroscienze e fisiologia presso l'UT Southwestern e autore del carta.
"Le mutazioni in queste proteine sono state recentemente collegate ad alcune varietà di autismo", ha detto il dottor Kavalali. “Questo lavoro fornisce una visione chiara di come funzionano le proteine. Non possiamo mai progettare una strategia terapeutica senza sapere cosa fanno queste mutazioni”.
Le proteine sono chiamate neuroligina-1 e neuroligina-2. All'incrocio di due cellule nervose, chiamate sinapsi, le proteine sporgono dalla superficie della cellula che riceve un segnale dalla prima cellula. Le neuroligine si legano ad altre molecole sulla prima cellula, creando così un ponte fisico attraverso la sinapsi.
In alcuni casi, un segnale dalla prima cellula eccita la seconda cellula, mentre in altre sinapsi, il segnale inibisce la seconda cellula.
I neonati nascono con molte più sinapsi, sia eccitatorie che inibitorie, di quelle con cui finiscono gli adulti. In un processo chiamato potatura, le sinapsi che sono inattive durante lo sviluppo scompaiono mentre quelle attive proliferano.
In questo studio, i ricercatori hanno manipolato geneticamente i neuroni di ratto in coltura in modo che le cellule creassero troppa neuroligin-1. Le cellule hanno sviluppato il doppio del normale numero di sinapsi, sollevando la questione se la neuroligina-1 contribuito alla formazione di sinapsi aggiuntive o contribuito al fallimento di quelle esistenti per essere potato. Test simili hanno mostrato che l'eccesso di neuroligina-2 portava anche a più sinapsi, ma in questo caso le sinapsi erano inibitorie.
Quando alle cellule che sovraesprimevano neuroligina-1 o neuroligina-2 veniva impedito chimicamente di attivarsi, non sviluppavano sinapsi in eccesso, nonostante la presenza delle rispettive proteine.
Insieme, i test indicano che le cellule nervose con neuroligine in eccesso hanno sviluppato sinapsi extra solo quando quelle cellule possono attivarsi.
"Le due neuroligine hanno ruoli complementari in condizioni normali, con la neuroligina-1 che aumenta l'eccitatorio collegamenti tra le cellule nervose e neuroligina-2 aumentando il numero di collegamenti inibitori, creando un equilibrio", il dott. Kavalali disse. “In entrambi i casi, le neuroligine non sono necessarie per creare le sinapsi, ma hanno un ruolo in determinare quali sinapsi lo fanno a lungo termine, e quindi stabilire quanto reattive le cellule nervose sono."
Poiché le mutazioni nelle neuroligine si verificano in alcune persone con disturbi dello spettro autistico, i ricercatori hanno anche progettato una mutazione in neuroligina-1 paragonabile a quella osservata nell'uomo e ha introdotto le neuroligine mutanti nel ratto neuroni.
“Le cellule nervose che trasportano la neuroligina mutante hanno mostrato una drastica diminuzione del numero di sinapsi e un aumento di oltre doppia diminuzione dell'eccitabilità, dimostrando che la mutazione interferisce con la stabilità delle sinapsi", il dott. Kavalali disse.
