A farlo i ricercatori del gruppo Knoblich
È stata scoperta una nuova tecnologia che consente l’identificazione dei tipi di cellule vulnerabili e delle reti di regolazione genica che sottostanno ai disturbi dello spettro autistico.
Lo hanno fatto i ricercatori del gruppo Knoblich all’Istituto di Biotecnologia Molecolare (IMBA) dell’Accademia Austriaca delle Scienze e dal gruppo Treutlein presso l’ETH Zurigo. I risultati della ricerca sono poi stati pubblicati sulla rivista Nature.
Questa metodologia promette una visione mai vista prima di uno dei disturbi più difficili che sfidano il cervello umano. In questo sistema chiamato “CHOOSE” (CRISPR-organoidi umani-scRNA-seq), ogni cellula nell’organide porta al massimo una mutazione in un gene ASD specifico. I ricercatori hanno potuto tracciare l’effetto di ciascuna mutazione a livello di singola cellula e mappare la traiettoria di sviluppo di ciascuna cellula. «Con questa metodologia ad alta efficienza, possiamo disattivare sistematicamente una lista di geni causa di malattie. Mentre gli organoidi che portano queste mutazioni crescono, analizziamo l’effetto di ciascuna mutazione sullo sviluppo di ciascun tipo di cellula – ha detto il primo autore e co-autore dello studio, Chong Li, un borsista post-dottorato nel gruppo Knoblich – Possiamo vedere la conseguenza di ogni mutazione in un solo esperimento, accorciando così drasticamente il tempo di analisi rispetto ai metodi tradizionali, utilizzando un approccio che per decenni è stato possibile solo in organismi come la mosca della frutta. Inoltre, possiamo ancora beneficiare di cento anni di letteratura scientifica sui geni causa di malattie», ha spiegato Knoblich.
Per potersi sviluppare il cervello umano si consegna a dei processi che sono unici permettendoci di creare una corteccia stratificata e connessa. Questi alzano anche la percentuale dei disturbi dello sviluppo neurologico nell’uomo. Un esempio: molti geni che attribuiscono un grande rischio di sviluppare il disturbo dello spettro autistico (ASD) sono cruciali per lo sviluppo della corteccia.
Nonostante gli studi clinici mostrino una relazione causale tra diverse mutazioni genetiche e l’autismo, i ricercatori non riescono ancora a capire come queste mutazioni portino a difetti nello sviluppo del cervello.
«Solo un modello umano del cervello può riprodurre la complessità e le particolarità del cervello umano», ha affermato il direttore scientifico dell’IMBA, Jurgen Knoblich, uno degli autori corrispondenti dello studio.
Utilizzando questo sistema quindi, i ricercatori hanno mostrato che le variazioni di 36 geni, conosciuti per mettere i portatori a elevato rischio di autismo, conducono a specifici mutazioni nei tipi di cellule nello sviluppo del cervello umano. Hanno riconosciuto cambiamenti trascrizionali critici regolati attraverso reti genetiche comuni, chiamate “reti regolatorie geniche” o GRN.
Quali sono stati i risultati?
«Abbiamo dimostrato che alcuni tipi di cellule sono più suscettibili di altri durante lo sviluppo cerebrale e abbiamo identificato le reti più vulnerabili alle mutazioni legate all’autismo. Con questo approccio, abbiamo appreso che i geni causa di autismo condividono alcuni meccanismi molecolari comuni. Alcuni tipi di cellule sono più vulnerabili alle mutazioni che portano all’autismo, in particolare alcuni progenitori neurali, le cellule fondatrici che generano i neuroni. Questo è vero fino al punto che la patologia dell’autismo potrebbe già emergere precocemente durante lo sviluppo cerebrale. Ciò indica che alcuni tipi di cellule richiederanno più attenzione in futuro nello studio dei geni causa dell’autismo», hanno detto Knoblich e Li.
di: Alice GEMMA
FOTO: SHUTTERSTOCK
