di Angie Voyles Askham
Modelli animali di autismo legati all’’esposizione agli anticorpi materni suggeriscono meccanismi alternativi.
L’esposizione prenatale agli anticorpi materni può contribuire all’autismo in vari modi, a seconda degli anticorpi coinvolti, suggeriscono nuovi studi non pubblicati.
Due team di ricercatori hanno presentato virtualmente i risultati alla riunione annuale della Society for Neuroscience del 2021.
Gli anticorpi di una donna incinta possono passare al feto in via di sviluppo attraverso la placenta. Sebbene la maggior parte degli anticorpi sia benefica e aiuti a proteggere il feto dai patogeni, alcune forme – chiamate “autoanticorpi” – possono anche attaccare le sue cellule cerebrali e alterarne lo sviluppo.
Studi precedenti mostrano che le donne che hanno bambini autistici hanno maggiori probabilità di avere questi autoanticorpi rispetto alle donne con bambini non autistici. Inoltre, topi, ratti e scimmie esposti in utero a quegli autoanticorpi legati all’autismo mostrano alcuni tratti che ricordano l’autismo.
Le due nuove linee di lavoro accennano ai meccanismi sottostanti.
Cellule attive
In uno studio, i ricercatori hanno spinto i topi femmina a produrre autoanticorpi iniettando ripetutamente una porzione di una proteina chiamata CASPR2, che è codificata dal gene legato all’autismo CNTNAP2. La prole maschile di questi animali, ma non quella femminile, ha mostrato comportamenti simili all’autismo come i comportamenti ripetitivi e la ridotta socievolezza, hanno scoperto i ricercatori.
La prole maschile aveva anche neuroni atipici nell’ippocampo, una regione del cervello coinvolta nell’apprendimento e nella memoria. Rispetto a quelle della prole femminile e dei controlli, le cellule dei maschi esposti avevano dendriti, ovvero le braccia dei neuroni che ricevono segnali da altre cellule, più radi. Essi inoltre presentavano meno spine dendritiche, ossia i nodi in cui si formano le sinapsi tra le cellule.
Alcune potature dendritiche, mediate da cellule cerebrali chiamate microglia, sono necessarie per lo sviluppo cerebrale. Ma il team ha scoperto che il processo sembra essersi iperattivato per i topi maschi esposti. Gli animali infatti avevano una densità insolitamente alta di microglia nel loro ippocampo. Questa microglia era spessa, con processi più brevi – un segno distintivo delle cellule attivate – piuttosto che essere sottili con molte braccia esili, come negli animali di controllo e nelle femmine esposte.
La microglia viene attivata durante lo sviluppo del cervello e dopo una lesione cerebrale, ma non è chiaro cosa provochi l’attivazione nelle cellule del modello animale, afferma il ricercatore capo Lior Brimberg, assistente professore di neuroimmunologia presso i Feinstein Institutes for Medical Research di Manhasset, New York.
“C’è stato un effetto notevole tra i livelli di attivazione della microglia e nella ramificazione dendritica” nei topi che hanno ricevuto il farmaco rispetto alla soluzione salina, afferma Ben Spielman, studente laureato nel laboratorio di Brimberg e presso la Donald and Barbara Zucker School of Medicine di Hofstra /Northwell a Hempstead, New York, che ha presentato il lavoro.
Cambiamento di forma: le microglia dei topi maschi esposti ad autoanticorpi nell’utero sono spesse e con processi brevi (in alto a destra), a differenza di quelle delle loro controparti femminili (in basso a destra) e dei topi di controllo (a sinistra).
Riconciliazione delle differenze
Nell’altro nuovo studio, un altro team ha iniettato a ratti femmine un cocktail di peptidi che sono bersagli degli autoanticorpi trovati in alcune donne che hanno bambini autistici. I ricercatori hanno quindi allevato questi ratti dopo aver generato i propri autoanticorpi contro i peptidi.
Come i topi nello studio di Brimberg, la prole di questi ratti mostrava tratti simili all’autismo, tra cui diminuzione di comunicazione e socievolezza, ed aumento dei comportamenti ripetitivi. I ratti mostravano anche uno sviluppo cerebrale atipico: i maschi esposti avevano cambiamenti nella loro corteccia sensoriale, e gli animali esposti di entrambi i sessi avevano una struttura atipica del cervelletto e del mesencefalo.
I ricercatori, utilizzando la spettroscopia di risonanza magnetica, hanno scoperto che il modello animale sperimentale differiva dai controlli anche per alcuni dei metaboliti presenti nel cervello. Rispetto ai controlli, i ratti esposti agli autoanticorpi in utero avevano livelli più alti di taurina e livelli più bassi di colina. Queste variazioni possono contribuire allo sviluppo atipico, sconvolgendo l’equilibrio tra eccitazione neuronale e inibizione, o causando cambiamenti nella mielinizzazione, afferma Matthew Bruce, uno studente laureato nel laboratorio di Judy Van de Water presso l’Università della California, Davis, che ha presentato il lavoro.
Bruce e i suoi colleghi hanno in programma di studiare come questi anticorpi si leghino ai neuroni in coltura, e se vengano assorbiti dalle cellule. “Questa è la più grande direzione futura: capire cosa sta succedendo qui a livello cellulare”, dice Bruce.
Per quanto riguarda le differenze nei due modelli di autoanticorpi dell’autismo, come le differenze di sesso osservate negli animali esposti agli autoanticorpi CASPR2 ma non quelle a cui è stato somministrato il cocktail di autoanticorpi, Bruce afferma che questo campo di studi può riconciliarle.
Brimberg è d’accordo. I diversi modelli possono essere associati a diversi sottotipi di autismo, suggerisce. “Spero che un giorno in futuro avremo abbastanza dati, abbastanza conoscenza” per essere in grado di collegarli insieme, dice.
Leggi altri rapporti della riunione annuale virtuale della Society for Neuroscience del 2021.
Link all’articolo originale: Auto-antibodies shape brain development in myriad ways
