Sapere Scienza

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Una mappa genomica del cervello per trovare le radici dei disturbi psichici

21 Dicembre 2018

Schizofrenia, autismo, disturbo bipolare. Sono patologie psichiatriche di cui si conosce l'origine ereditaria ma che nascondono ancora, agli occhi degli scienziati, i meccanismi genetici attraverso i quali si manifestano e si sviluppano. Informazioni, queste, che potrebbero aprire la strada per nuove e più efficaci terapie. Una estesa collaborazione tra gruppi di ricerca ha iniziato a riempire queste lacune con l'aiuto di avanzati strumenti di analisi che hanno permesso di produrre la più dettagliata mappa genetica del cervello esistente. Un "paesaggio" che comprende non solo geni ma anche i loro regolatori, dati cellulari e elementi riguardanti lo sviluppo cerebrale nel corso della vita di un individuo.

 

Il Consorzio PsychENCODE

 

I ricercatori che hanno lavorato a questo ambizioso progetto sono riuniti nel Consorzio PsychENCODE: nato nel 2015 e finanziato dall'americano National Institute of Mental Health con ben 50 milioni di dollari, coinvolge 15 istituti di ricerca e un gran numero di esperti in biologia cellulare, genetica e bioinformatica. I target dell'indagine sono le regioni regolatrici, le quali controllano l'espressione dei geni che codificano per proteine e che, precedenti lavori, hanno indicato come fattori scatenanti di rischio legato a malattie psichiatriche. Gli studiosi hanno catalogato le differenze nelle attività di queste particolari regioni in diverse parti del cervello, per diversi stadi di sviluppo e in pazienti affetti da diversi disordini (principalmente schizofrenia, disturbi dello spettro autistico e disturbo bipolare). I risultati raccolti sono stati resi noti da 11 articoli pubblicati su Science, Science Advances e Science Translational Medicine.

 

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I primi studi pubblicati su Science

 

I campioni a disposizione (tessuti cerebrali prelevati da circa 2000 corpi) sono stati esaminati tramite il sequenziamento dell'RNA per capire quali geni venissero trascritti. Sono state svolte anche analisi epigenetiche, come la misura di come le strutture ripiegate del DNA mettano in contatto le regioni regolatrici con regioni codificanti. Il set di dati costruito è estremamente ampio e permette ai ricercatori di identificare quelli che possono essere definiti "moduli" di genoma, ossia gruppi di geni che tendono a essere espressi insieme e ad avere funzioni comuni. Schemi unici nell'espressione genica in un modulo potrebbero rivelare una articolata caratteristica genetica di una malattia. Questa è una nuova chiave di lettura per un ambito molto complesso della medicina: i disturbi neuropsichiatrici - a differenza di altre malattie causate da un singolo gene - coinvolgono centinaia di geni che interagiscono con fattori ambientali e, ciascun gene, contribuisce in percentuale minima al rischio complessivo di manifestare la patologia.
Il nuovo set di dati, inoltre, è in grado di mostrare le finestre dello sviluppo cerebrale in cui i geni associati a malattie sembrano esercitare maggiore influenza, intervalli di tempo in cui un intervento terapeutico potrebbe essere più fruttuoso. Attualmente i medici sono già in grado di osservare quando un disturbo sta colpendo un paziente attraverso i suoi sintomi ma un indizio biologico sarebbe sicuramente di grande supporto per diagnosi e terapie.

 

Alcune critiche

 

I risultati di PsychENCODE sono stati oggetto anche di critiche, alcune delle quali sono riportate nell'articolo pubblicato nella sezione News del sito di Science. Dan Graur, esperto di genetica evolutiva presso la University of Houston, in Texas, e detrattore di un precedente progetto, molto simile a PsychENCODE, ha commentato ponendo in discussione i target della ricerca, disordini psichiatrici ancora non definiti in maniera chiara: "Se prendi qualcosa di vago e lo correli con milioni di variazioni genetiche ed epigenetiche, sei destinato a una significatività statistica che avrà poca significatività biologica". Il neurogenetista Kevin Mitchell del Trinity College di Dublino ha ripreso alcune delle preoccupazioni di Graur e dubita che un profilo dell'espressione genica possa definire patologie così eterogenee, come la schizofrenia o l'autismo, o dare nuovi spunti per trattamenti: "Non sono pienamente convinto che ne sappiamo più oggi di quanto ne sapessimo ieri. È una grande mole di lavoro, molto ben pianificata e ben elaborata ma ci sono alcuni limiti su cosa si possa fare con la genomica". Lo stesso Mitchell, in un articolo del New York Times Science, ha affermato: "Sappiamo che se si analizzano 100 pazienti schizofrenici con una risonanza magnetica tomografica, potresti osservare 100 differenti condizioni, la stessa cosa è vera esaminando l'espressione genica nei loro cervelli". Solo il tempo e ulteriori studi potranno darci le risposte che cerchiamo sulle malattie psichiatriche e la loro cura.

 

Il funzionamento del nostro cervello è estremamente complesso e molti sono i meccanismi ancora da chiarire. Luca Bonfanti e Chiara La Rosa ci raccontano "Il mistero dei neuroni 'immaturi'" nel loro articolo pubblicato sul numero di agosto 2018 di Sapere. Se desiderate acquistarlo e leggerlo, cliccate qui.

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