Recettori nel cervello collegati alla schizofrenia e all'autismo

Recettori nel cervello collegati alla schizofrenia e all'autismo

I topi privi di un insieme di recettori in un tipo di neurone nel cervello hanno sviluppato comportamenti compulsivi e antisociali, hanno scoperto gli scienziati del Salk

LA JOLLA–La perdita di un recettore critico in una classe speciale di neuroni inibitori nel
Secondo una nuova ricerca condotta dagli scienziati del Salk, il cervello potrebbe essere responsabile di disturbi dello sviluppo neurologico, tra cui l'autismo e la schizofrenia.

L'importanza del recettore, chiamato mGluR5, in altre aree del cervello era già stata accertata in precedenza. Finora, tuttavia, nessuno aveva studiato il suo ruolo specifico in un tipo di cellule note come interneuroni parvalbumina-positivi, ritenute importanti nella cognizione generale e responsabili della generazione di determinati tipi di onde oscillatorie nel cervello.

"Abbiamo scoperto che senza questo recettore nelle cellule parvalbuminiche, i topi presentano molti gravi deficit comportamentali", afferma Terrence Sejnowski, capo di Salk Laboratorio di neurobiologia computazionale, che ha guidato la ricerca pubblicata in Molecular Psychiatry l'11 agosto 2015. "E molti di loro imitano molto da vicino ciò che vediamo nella schizofrenia."

Quando i topi vengono modificati geneticamente in modo che non abbiano il recettore mGluR5 nelle cellule parvalbuminiche (a destra), presentano meno connessioni inibitorie (in rosso) che controllano l'attività dei neuroni eccitatori.

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Immagine: per gentile concessione del Salk Institute for Biological Studies

Gli scienziati avevano precedentemente scoperto che quando la segnalazione molecolare veniva interrotta in queste cellule durante lo sviluppo, le reti cerebrali non si formavano correttamente. Studi separati hanno rivelato che i recettori mGluR5, che trasmettono la segnalazione del glutammato nel cervello, sono collegati a disturbi da dipendenza, ansia e sindrome dell'X fragile. Tuttavia, in questi casi, mGluR5 è interessato nelle cellule eccitatorie, non in quelle inibitorie come gli interneuroni parvalbumina-positivi.

Il team del Salk si è chiesto quale fosse il ruolo del recettore mGluR5 nelle cellule parvalbuminiche, considerate così importanti nello sviluppo cerebrale. Hanno collaborato con il team di Athina Markou del Dipartimento di Psichiatria dell'Università della California, San Diego, per esaminare cosa accadeva quando il recettore veniva selettivamente eliminato da queste cellule dopo la formazione iniziale del cervello. Hanno scoperto che, senza il recettore in queste cellule, i topi presentavano una serie di problemi di sviluppo, tra cui un comportamento di pulizia ossessivo e ripetitivo e tendenze antisociali. Inoltre, i modelli di attività nel cervello degli animali assomigliavano a quelli osservati negli esseri umani affetti da schizofrenia.

"Questa scoperta implica che i cambiamenti successivi alla nascita, non solo prima della nascita, influenzano il modo in cui la rete è impostata", afferma Margherita Behrens, autore corrispondente e scienziato dello staff del Salk.

I risultati suggeriscono che un'alterazione dei recettori mGluR5 in queste cellule cerebrali potrebbe essere un passaggio critico nella formazione di alcuni disturbi dello sviluppo neurologico, aggiunge Sejnowski. È una buona notizia, afferma, perché il cambiamento molecolare è potenzialmente reversibile.

Terrence Sejnowski e Margarita Behrens

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Immagine: per gentile concessione del Salk Institute for Biological Studies

"Le cellule sono ancora vive e se riuscissimo a capire come intervenire e modificare alcuni di questi interruttori molecolari, potremmo effettivamente riuscire a riportare le cellule in uno stato sano e funzionale", afferma.

Behrens afferma che lo studio dovrebbe anche essere un segnale di cautela per l'industria farmaceutica, affinché diffidi dei farmaci che influenzano l'mGluR5 in tutto il cervello. "Sono in corso numerosi studi clinici che valutano la modulazione dell'mGluR5 per l'ansia e la sindrome dell'X fragile", afferma. "Ma i nostri risultati suggeriscono che se si interviene sui neuroni della parvalbumina, si potrebbero verificare cambiamenti comportamentali inaspettati".

Sono necessarie ulteriori ricerche per dimostrare se i recettori mGluR5 delle cellule parvalbuminiche siano collegati alle malattie negli esseri umani e, in tal caso, cosa causa la perdita o l'interruzione dei recettori.

Altri ricercatori coinvolti nello studio sono stati A. Pinto-Duarte, A. Kappe, A. Zembrzycki, EA Mukamel, K. Lucero e X. Wang del Salk Institute; e SA Barnes e A. Markou dell'Università della California, San Diego.

Il lavoro e i ricercatori coinvolti sono stati sostenuti da sovvenzioni dei National Institutes of Health e dell'Howard Hughes Medical Institute, nonché da una borsa di studio della Calouste Gulbenkian Foundation.