Con il metodo di editing genetico Crispr/Cas9, un team di ricercatori giapponesi dell’Università di Kobe, in collaborazione con il centro Riken per la ricerca sulle dinamiche dei sistemi biologici, ha identificato il gene Necdin (Ndn), che potrebbe avere un ruolo causale nello sviluppo dei disturbi dello spettro autistico

Da quando è nata, nel 2012, la tecnica Crispr/Cas9 ha permesso di lavorare al trattamento di una serie di malattie a base genetica, per le quali non era ancora ipotizzabile un approccio terapeutico. Ne ha fatto uso, tra gli altri, un gruppo di scienziati giapponesi dell’Università di Kobe e del centro Riken per la ricerca sulle dinamiche dei sistemi biologici, che ha identificato il gene Ndn (Necdin) come possibile causa di autismo. I risultati dello studio sono stati pubblicati su Nature Communications.

Il sistema Crispr/Cas9 si basa sull’impiego della proteina Cas9, che funziona come un paio di forbici molecolari in grado di selezionare e tagliare frammenti precisi di Dna, permettendo di apportare modifiche o correzioni di eventuali alterazioni responsabili di malattie genetiche. Chiamata anche operazione del “taglia e incolla”, questa biotecnologia rivoluzionaria è stata messa a punto dalla biochimica statunitense Jennifer Doudna e dalla microbiologa francese Emmanuelle Charpentier, premiate con il Nobel per la chimica nel 2020.

L’autismo è un disturbo del neuro-sviluppo che comprende sintomi eterogenei e di varia gravità, al punto che si preferisce parlare di “disturbi dello spettro autistico” o Dsa, dall’inglese autistic spectrum disorders. I pazienti affetti da Dsa mostrano una compromessa interazione sociale, comportamenti ripetitivi e un deficit della comunicazione verbale e non verbale. Le cause possono essere multifattoriali, genetiche e ambientali. Per quanto riguarda il fattore genetico, una delle alterazioni più comuni è la duplicazione del cromosoma 15q11-q13. Questa anomalia può essere di derivazione paterna o materna. Sapendo che il gene Ube3a è all’origine della duplicazione di origine materna, gli scienziati hanno provato a cercare quello che invece guida la duplicazione di origine paterna, ancora sconosciuto.

La ricerca, guidata da Takumi Toru e Tamada Kota, entrambi della divisione di fisiologia della Graduate School of Medicine, ha permesso di studiare il gene Ndn in un modello murino a cui è stata duplicata la regione cromosomica 15q11-q13. Nei topi con duplicazione è stato riscontrato un comportamento affine all’autismo, nonché un anomalo sviluppo delle spine dendritiche (parti del neurone il cui numero e la cui struttura sono alla base dei processi cognitivi e mnemonici). Tuttavia, a causa della presenza, nella stessa regione di Dna, di geni non codificanti e di geni codificanti per altre proteine, non è stato possibile determinare il singolo gene responsabile del comportamento alterato nei topi. Sia l’influenza della duplicazione di origine materna, sia quella di altri geni presenti (la prima grazie a studi pregressi e la seconda grazie a studi dei ricercatori su un altro modello murino) sono state escluse come possibile causa del comportamento simil-autistico, facendo emergere, come potenziali candidati causali, soltanto tre geni. Questi tre geni sono stati poi introdotti uno alla volta nei topi durante la loro vita intrauterina, ed è emerso come fosse proprio il gene Ndn a determinare l’aumento delle spine dendritiche durante lo sviluppo. In seguito, grazie al metodo Crispr/Cas9, quel gene è stato rimosso dai topi con alterazione di 15q11-q13 e i ricercatori hanno notato un netto miglioramento della funzionalità sociale e una riduzione dell’ansia causata da un nuovo ambiente.

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