Ricerche

Grazie ai progressi delle neuroscienze, oggi sappiamo che i processi infiammatori possono alterare la formazione delle sinapsi, favorendo l’insorgenza di malattie del neurosviluppo – come l’autismo o l’epilessia – e di malattie neurodegenerative come Alzheimer o Parkinson

Il cervello è un organo dall’architettura straordinariamente complessa: 100 miliardi di neuroni si scambiano segnali elettrici attraverso oltre 100 mila miliardi di sinapsi. Grazie alla ricerca in neuroscienze condotta negli ultimi vent’anni, oggi sappiamo che ad accumunare moltissime malattie neurologiche e psichiatriche è proprio un’alterazione nel funzionamento di questi punti di contatto tra i neuroni.

Ciò è particolarmente evidente nelle malattie del neurosviluppo, un insieme di patologie apparentemente molto diverse per manifestazione clinica – come l’autismo, l’epilessia o il disturbo da deficit di attenzione e iperattività – che hanno però alcuni geni predisponenti in comune, la cui mutazioni colpiscono proprio i meccanismi di formazione delle sinapsi e il loro funzionamento. Ecco perché oggi queste malattie vengono anche chiamate “sinaptopatie”. Ma a cosa dipende la loro insorgenza? Perché, al di là della presenza o meno di geni predisponenti, alcuni bambini sviluppano una sinaptopatia e altri no?

Secondo alcuni studi recenti – condotti anche in Humanitas dal gruppo di Michela Matteoli, Professoressa di Farmacologia in Humanitas University e Direttrice dell’Area di Ricerca in Neuroscienze di IRCCS Istituto Clinico Humanitas – a contribuire all’insorgenza delle sinaptopatie c’è l’attivazione eccessiva del sistema immunitario e lo stato infiammatorio che ne consegue, in particolare nella fase di sviluppo del bambino, prima e dopo la nascita.

A fare il punto sulle conoscenze nel campo è stata la prof.ssa Matteoli, in collaborazione con Davide Pozzi, Matteo Fossati ed Elisabetta Menna, in una review pubblicata su EMBO Journal.

Dalla complessità alla semplicità: il ruolo delle sinapsi

Le malattie del neurosviluppo, come il nome suggerisce, sono un insieme di patologie che emergono durante le fasi dello sviluppo cerebrale e che compromettono una o più funzioni cognitive. Tra le più comuni ci sono le disabilità intellettive, i disturbi della comunicazione, quelli dello spettro autistico, il disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD) e l’epilessia.

Sebbene molto eterogenee tra loro, i progressi nel campo della genetica sono riusciti a svelare legami profondi tra queste patologie: gli scienziati hanno infatti identificato un insieme abbastanza ristretto di geni che sono a loro trasversali. Una manciata di geni che svolgono ruoli chiave nella formazione e nel funzionamento delle sinapsi e che, quando mutati, possono predisporre a diverse di queste malattie.

“La comprensione che diverse patologie neurologiche e psichiatriche apparentemente distinte siano malattie delle sinapsi, siano cioè sinaptopatie, è stata una vera e propria rivoluzione nelle neuroscienze, perché ha riportato semplicità e ordine dove c’era confusione” – spiega Michela Matteoli. “Queste malattie sono però raramente di origine strettamente genetica e sono anzi malattie multifattoriali e complesse: non basta essere portatori delle mutazioni predisponenti. L’ambiente gioca un ruolo ugualmente importante e la nostra attività di ricerca è stata guidata proprio dalla convinzione che svelare questo ruolo possa rivoluzionare la prevenzione e la cura di queste malattie”.

Infiammazione e sinapsi, durante lo sviluppo e nell’invecchiamento

Il gruppo di Matteoli, insieme ad altri gruppi di ricerca internazionali, hanno indagato in particolare l’impatto delle citochine infiammatorie – molecole prodotte dal sistema immunitario in risposta a infezioni di virus o batteri – sulla formazione delle sinapsi, contribuendo a svelare la loro importanza.

“L’effetto dell’infiammazione dipende molto dal tipo di citochina che si osserva e dalle cellule nervose su cui agisce, ma gioca sempre un ruolo rilevante” – spiega la prof.ssa Matteoli. “Non solo, ma gli studi condotti da noi e dai colleghi dimostrano come l’infiammazione agisca in modo del tutto simile e sinergico ai geni predisponenti per le sinaptopatie, e come, specularmente, questi geni siano spessi implicati in processi infiammatori, suggerendo cioè che il legame tra le malattie delle sinapsi e l’immunità sia un legame profondo”.

Ciò apre nuove speranze terapeutiche e di prevenzione: se il sistema nervoso, soprattutto durante lo sviluppo, è così sensibile e così legato all’attività del sistema immunitario, allora farmaci che agiscono su quest’ultimo potrebbero in futuro rivelarsi dei validi strumenti terapeutici per combattere e prevenire queste malattie, oltre che per proteggere lo sviluppo cerebrale nel caso di infezioni virali o batteriche particolarmente aggressive.

“Non solo” conclude Matteoli, “ma studiare il rapporto tra infiammazione e formazione delle sinapsi durante lo sviluppo sta aprendo nuove strade anche nella lotta alle malattie neurodegenerative come Alzheimer e Parkinson”.

Anche queste malattie sono infatti caratterizzate, come molti disturbi dell’invecchiamento, da infiammazione, e anche in questo caso alterazioni nella formazione e nel mantenimento delle sinapsi hanno un ruolo centrale.

“Come spesso succede in biologia e in medicina, sviluppo e invecchiamento sono due lati di una stessa medaglia, nei quali entrano in gioco, seppur in modo diverso, gli stessi geni e gli stessi meccanismi. Ecco perché studiare il primo può aiutarci a comprendere meglio entrambi”.