È stato pubblicato su Human Molecular Genetics, tra le maggiori riviste internazionali dedicate allo studio della genetica molecolare, lo studio “SYN1 loss-of-function mutations in ASD and partial epilepsy cause impaired synaptic function”. Il lavoro, finanziato anche dalla Fondazione Telethon, è frutto di un'importante collaborazione internazionale tra i neurofisiologi dell’Istituto Italiano di Tecnologia e dell’Università di Genova coordinati dal prof. Fabio Benfenati e i genetisti canadesi del Centre Hospitalier de l’Université de Montréal coordinati dal prof. Patrick Cossette.
I ricercatori hanno dimostrato il coinvolgimento del gene della Sinapsina-1 (SYN1) nell’epilessia e nell’autismo. Le mutazioni associate con l’epilessia e l’autismo modificano la capacità della sinapsina 1 di regolare il ciclo delle vescicole sinaptiche, organelli intracellulari che garantiscono la corretta comunicazione tra le cellule nervose liberando il neurotrasmettitore a livello delle sinapsi. Tali scoperte identificano per la prima volta forme di epilessia umana e autismo su base genetica con un difetto in una proteina delle vescicole sinaptiche.
Il gruppo di studio ha identificato una grave mutazione nel gene SYN1 presente sul cromosoma X nei membri di una famiglia franco-canadese affetti da epilessia associata ad autismo. Attraverso un’ulteriore analisi su pazienti affetti da autismo od epilessia, altre mutazioni dello stesso gene sono state identificate rispettivamente nel 1% dei pazienti autistici e nel 3,5% dei pazienti epilettici, dimostrando quanto SYN1 sia fondamentale nella predisposizione genetica alle due patologie.
«I risultati di questo studio – afferma il prof. Fabio Benfenati - sono fondamentali per due motivi. Il primo, perché dimostra che le due patologie hanno una base genetica comune. Il secondo, perché permette di ipotizzare che alla base delle due patologie ci sia un difetto dell’omeostasi sinaptica, cioè del mantenimento del corretto equilibrio tra neuroni che è alla base della regolazione dell’eccitabilità e dei processi cognitivi».
La Sinapsina-1 è una proteina che esercita complessi ruoli nello sviluppo neuronale, nella plasticità sinaptica e nella regolazione dell’equilibrio tra eccitazione ed inibizione a livello del sistema nervoso centrale. Il gruppo di ricerca ha inoltre scoperto che le mutazioni della Sinapsina-1 che causano epilessia e/o autismo provocano alterazioni del rilascio di neurotrasmettitore con conseguente perdita del controllo tra eccitazione ed inibizione necessari per il corretto sviluppo e funzionamento cerebrale.
«I nostri dati hanno dimostrato - continua la dott.ssa Fassio, primo autore del lavoro - che difetti nella regolazione del ciclo delle vescicole sinaptiche possano essere un meccanismo molecolare comune alle due patologie, aprendo la strada alla possibilità di dirigere in questo senso la ricerca di nuovi approcci terapeutici».
Epilessia e autismo coesistono in circa il 20% dei pazienti e la identificazione di fattori genetici comuni consente di studiare i meccanismi molecolari coinvolti nello sviluppo di entrambe le patologie, passo necessario per poter sviluppare nuove terapie. Il periodo in cui compaiono le due patologie coincide con il periodo di sviluppo in cui si rimodellano i circuiti neuronali in base all’esperienza e ciò suggerisce un possibile meccanismo comune alla base delle due malattie. Sia le crisi epilettiche che i difetti comportamentali dell’autismo sono manifestazioni di anomalie presenti a livello dei circuiti corticali ed un ruolo emergente nella comprensione dei meccanismi molecolari alla base di epilessia e autismo è svolto da geni che codificano proteine coinvolte nello sviluppo delle cellule nervose e nella plasticità sinaptica.
«Era già stato osservato che quasi un terzo dei pazienti affetti da diverse forme di autismo viene colpito anche da attacchi epilettici e, viceversa, che nelle forme più gravi di epilessia associata a ritardo mentale, sono spesso presenti dei tratti autistici. - afferma il prof. Patrick Cossette - A conferma di questo, nella famiglia studiata, in tutti i maschi portatori della mutazione genetica in SYN1 era presente l’epilessia ma, spesso, erano presenti anche dei tratti tipici dei disturbi dell’apprendimento e del comportamento conformi ai Disturbi dello Spettro Autistico. In nostro lavoro individua una possibile causa alla base di questa correlazione».
Lo studio, al quale ha collaborato anche la prof. Flavia Valtorta dell’Università Vita-Salute San Raffaele di Milano, è stato possibile grazie ai finanziamenti della Fondazione Telethon e della Compagnia di San Paolo ed è stato sponsorizzato dal Programma Bilaterale Scientifico e Tecnologico Italy-Quebec del Ministero degli Esteri.
Dipartimento di Neuroscienze e Neurotecnologie
É la piattaforma di ricerca della Fondazione IIT, diretta dal Prof. Fabio Benfenati, rivolta allo studio della “plasticità neuronale”. Obiettivo del programma di ricerca del Dipartimento è la comprensione dei meccanismi di base che sottendono la trasmissione e la plasticità sinaptica con lo scopo di comprendere i cambiamenti nel flusso e nell’elaborazione delle informazioni coinvolte nelle funzioni cerebrali superiori, come l’apprendimento e la memoria. Altro obiettivo altrettanto importante è lo studio molecolare e cellulare avanzato di modelli appropriati delle malattie neurologiche che potrebbe portare a progressi significativi nel campo della prevenzione, patogenesi, diagnosi precoce e terapia delle malattie cerebrali (epilessia, autismo, Alzheimer, Parkinson, tossicodipendenze).
Istituto Italiano di tecnologia
L’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) è una Fondazione di diritto privato istituita congiuntamente dal Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca e dal Ministero dell'Economia e Finanze, con l'obiettivo di promuovere l'eccellenza nella ricerca di base e in quella applicata e di favorire lo sviluppo del sistema economico nazionale. Delle circa 800 persone che lavorano presso l’IIT, circa 1/3 è rappresentato da stranieri provenienti da più di 30 paesi di tutto il mondo mentre circa 1/4 è costituito da “cervelli italiani rientrati”. Circa un altro 25% dello staff è rappresentato da giovani studenti di dottorato.
La produzione di IIT vanta circa 60 brevetti e 2000 pubblicazioni. Nella sede di Genova collaborano dipartimenti di Robotica (Robotica, Cervello e Scienze Cognitive; Robotica Avanzata; TeleRobotica e Applicazioni), dipartimenti orientati alle scienze della vita (Neuroscienze e Tecnologie del Cervello, e D3) e facility di Nanochimica, Nanofisica, Nanostrutture e Computer Imaging. Dal 2009 l’attività scientifica è ulteriormente supportata da centri di ricerca presenti sul territorio nazionale (Torino, Milano, Trento, Parma, Pisa, Napoli, Lecce) che sviluppano le nuove piattaforme del piano scientifico 2009-2011.
