La delezione cromosomale 22q11.2 è una sindrome genetica rara responsabile di alcune malformazioni, quali cardiopatie e ritardo nello sviluppo, ed è riconosciuta come uno dei più forti fattori di rischio genetico per l’insorgenza di schizofrenia, autismo e altri disturbi del neurosviluppo. Uno studio internazionale guidato dall’Istituto Italiano di Tecnologia a Rovereto ha scoperto un legame tra l’insorgenza dei disturbi neurologici e la pubertà, mostrando che, nei casi di sindrome da delezione 22q11.2, il passaggio dall’infanzia all’età adulta causa una ridotta connessione tra le aree cerebrali la quale è associabile ad alterazioni nel comportamento sociale. I risultati, pubblicati su “Science Advances”, offrono nuove chiavi di lettura per comprendere l’autismo, la schizofrenia e i disturbi del neurosviluppo.
Lo studio è stato coordinato da Alessandro Gozzi, neuroscienziato a capo del Center for Neuroscience and Cognitive Systems dell’IIT a Rovereto e titolare di finanziamenti da parte di prestigiosi enti internazionali, tra cui l’European Research Council e la statunitense Brain and Behavior Research Foundation. Il team di ricerca ha collaborato con gli scienziati dell’Università della California Los Angeles, guidati da Carrie Bearden, il cui apporto è stato importante per accedere a banche dati di casistiche umane e analizzare circa 250 campioni, tra adulti e bambini, con e senza sindrome. Al lavoro ha contribuito anche Massimo Pasqualetti, neuroscienziato dell’Università di Pisa.
Grazie a tecniche di neuroimmagine non invasive come la risonanza magnetica funzionale, i neuroscienziati oggi possono misurare la connettività cerebrale degli individui, fornendo una mappatura in tempo reale di dove e come il nostro cervello scambia ed elabora informazioni. Nella maggior parte dei disturbi psichiatrici e del neurosviluppo, lo scambio delle informazioni risulta alterato. Tuttavia, le cause biologiche di queste alterazioni restano in gran parte ancora sconosciute.
Il team internazionale coordinato dall’IIT ha voluto approfondire i meccanismi biologici che determinano i disturbi del neurosviluppo nella sindrome da delezione 22q11, osservando e confrontando la struttura delle connessioni cerebrali sia nel modello animale sia negli esseri umani. Nello specifico, i ricercatori si sono soffermati sull’evoluzione della connettività cerebrale durante la pubertà, un momento cruciale dello sviluppo durante il quale il cervello attraversa un profondo cambiamento, e che in taluni casi coincide con l’insorgenza di disturbi psichiatrici.
Lo studio ha rivelato che le alterazioni genetiche nel cromosoma 22q11.2 determinano un marcato sbilanciamento nelle connessioni cerebrali durante l’adolescenza: esse risultano inizialmente sovrabbondanti nei bambini, ma si riducono bruscamente alla fine della pubertà, determinando uno stato di “ipoconnessione” cerebrale.
Tale andamento anomalo suggerisce che i normali meccanismi di plasticità cerebrale – ovvero la capacità del cervello di riorganizzarsi durante lo sviluppo – risultano profondamente alterati nella sindrome genetica. Inoltre, gli individui con le alterazioni più marcate presentavano anche maggiori difficoltà nelle relazioni sociali, suggerendo un legame diretto tra connettività cerebrale e comportamento.
Per potere comprendere meglio l’effetto di possibili interventi farmacologi sul cervello “ipoconnesso”, i ricercatori hanno analizzando più in profondità il ruolo di un enzima coinvolto in diversi meccanismi di plasticità sinaptica, ovvero la capacità del cervello di modificare le proprie connessioni. I cambiamenti nella connettività del cervello, infatti, apparivano associati a una variazione del numero delle sinapsi, i punti di contatto attraverso cui i neuroni comunicano tra loro.
La somministrazione nel modello animale di un farmaco che agisce sull’enzima GSK3β ha avuto l’effetto di ripristinare la corretta connettività cerebrale e migliorare i deficit comportamentali.
“Il nostro studio ha identificato una forte associazione tra stati di disconnettività cerebrale e alterazioni nel comportamento sociale durante la pubertà. Questo dato suggerisce che la prima adolescenza è un periodo cruciale per il consolidamento di circuiti cerebrali chiave per le competenze sociali”, spiega Silvia Gini, studentessa di dottorato nel laboratorio di Functional Neuroimaging dell’IIT a Rovereto, che assieme a Filomena Alvino ha condotto queste analisi.
“Questi risultati dimostrano quanto la pubertà sia una finestra critica per lo sviluppo del cervello: è proprio in questo momento che alterazioni genetiche latenti possono trasformarsi in disconnessioni profonde, con conseguenze sul comportamento sociale. Comprendere questi processi è cruciale per trovare finestre d’intervento ottimali per ripristinare la funzionalità di questi circuiti”, commenta Alessandro Gozzi.
