Ogni anno a 59 bambini viene diagnosticato un disturbo dello spettro autistico, una condizione che influisce sullo sviluppo sociale, emotivo e comportamentale del bambino. Il tasso di diagnosi è cresciuto, triplicando negli ultimi 15 anni. Mentre le influenze genetiche e ambientali sono state implicate come potenziali cause dell’ASD, poco si sa sulla sua neurobiologia. Ora, i ricercatori del Children’s Hospital di Los Angeles si sono avvicinati.
In uno studio pubblicato di recente sulla rivista “Biological Psychiatry”, Bradley Peterson, MD della CHLA, da scoperto un legame diretto tra alterata attività cerebrale e deficit sociali nell’ASD. Il gruppo di Peterson ha studiato 44 persone con ASD e le ha confrontate con 66 partecipanti in via di sviluppo. I gruppi sono stati abbinati per età, sesso e QI.
Il team di Peterson ha utilizzato tecniche di imaging avanzate per acquisire due tipi di informazioni. In primo luogo, il gruppo ha usato un metodo chiamato etichettatura degli spin arteriosi, che misura il flusso di sangue attraverso i vasi del cervello. Poiché le parti attive del cervello hanno bisogno di più ossigeno e sostanze nutritive, un maggior flusso di sangue in un’area segnala un aumento dell’attività cerebrale. In secondo luogo, il team ha misurato i livelli di NAA, un sottoprodotto amminoacidico comunemente usato come marker di neuroni sani.
“Questo è un set di dati di imaging multimodale”, spiega Peterson, direttore dell’Istituto per lo sviluppo della mente al CHLA e professore di pediatria presso la Keck School of Medicine di USC. “Ogni modalità ci dà una finestra diversa nel cervello. Siamo in grado di esaminare contemporaneamente entrambe le finestre per dirci molto di più su ciò che sta accadendo nel cervello di questi individui “.
Le scansioni hanno rivelato uno schema sorprendente nella parte del cervello chiamata materia bianca.
I nostri cervelli hanno circa 100 miliardi di cellule, che comunicano tra loro attraverso lunghi rami simili a fili chiamati assoni. Questi assoni sono rivestiti di mielina, un isolamento speciale di filo avvolgente, che aiuta i messaggi a scorrere più velocemente da una cella all’altra. Poiché la mielina appare bianca, i percorsi di comunicazione tra le cellule sono chiamati collettivamente materia bianca. I corpi cellulari, o sostanza grigia, non sono rivestiti in modo estensivo nella mielina e quindi non appaiono bianchi.
Gli studi dimostrano che la comunicazione tra cellule cerebrali distanti viene interrotta nell’ASD a causa di un minor numero di connessioni a lungo raggio tra le cellule e la mielina più sottile. Date queste differenze nella sostanza bianca, il flusso sanguigno e l’attività in questa regione sarebbero sensati.
Eppure, Peterson e il suo team hanno trovato esattamente il contrario. Nello studio, i ricercatori hanno scoperto quella che viene chiamata iperperfusione – aumento del flusso sanguigno, che indica una maggiore attività cerebrale – attraverso ampie porzioni di sostanza bianca nei partecipanti con ASD. Forse ancora più sorprendente, questi tassi di attività erano correlati con i punteggi ADOS; ADOS è uno strumento utilizzato dai medici per diagnosticare l’ASD.
Se la sostanza bianca è compromessa nell’ASD, ci si potrebbe aspettare una diminuzione dell’attività in questa regione, non aumentata. Peterson spiega che questo risultato probabilmente rivela un tentativo di compensare problemi di sostanza bianca sottostanti. “Se il propulsore della tua auto è compromesso, devi colpire più duramente il gas per raggiungere la stessa velocità”, spiega. Allo stesso modo, le cellule di supporto nel cervello che creano e mantengono il rivestimento della mielina sembrano funzionare straordinariamente per contrastare i deficit nell’assone sottostante. Questo meccanismo di compensazione può parzialmente spiegare perché molte persone con ASD sono ad alto funzionamento. “Questa correlazione di perfusione e ADOS è assolutamente fondamentale”, sottolinea Peterson, “perché dimostra che più alto è il flusso sanguigno, più i sintomi di ASD i partecipanti hanno. Questo sostiene molto fermamente l’idea di compensazione “.
Guardando nella seconda finestra – misurando le concentrazioni di NAA come marker per i neuroni sani – ha rivelato il supporto per questa idea di compensazione. “Abbiamo scoperto che nei partecipanti con autismo, più basse erano le concentrazioni NAA, maggiore era la loro perfusione in quei punti nel cervello”, dice Peterson. In altre parole, le aree con i livelli più bassi di neuroni sani erano anche quelle con la più alta attività e flusso sanguigno.
La maggior parte della ricerca sull’autismo si è concentrata su altre parti dei neuroni, al contrario degli assoni. Lo studio di Peterson segna il primo a correlare l’iperperfusione della sostanza bianca diffusa, i biomarcatori di neuroni sani ei punteggi dei sintomi. Lo studio apre la strada per comprendere di più su come il cervello possa compensare la segnalazione compromessa della sostanza bianca. “Gli assoni e le loro cellule di supporto non sono stati al centro della ricerca sull’autismo”, afferma Peterson. “La mia speranza è che questo studio possa aiutare a focalizzare l’attenzione sui tipi di cellule e sulle aree del cervello che sono fondamentali per comprendere le basi neurologiche dell’ASD”.
Altri autori dello studio includono Ariana Zargarian, Jarod B. Peterson, Suzanne Goh, Siddhant Sawardekar, Steven C. R. Williams, David J. Lythgoe, Fernando O. Zelaya e Ravi Bansal.
Questo studio è stato supportato da National Institute of Mental Health, concessione R01 MH089582 e finanziamento da Children’s Hospital di Los Angeles
