Nuova comprensione dell’impatto delle proteine sulla disabilità intellettiva

Il cervello ha bisogno del giusto equilibrio tra segnali eccitatori “on” e segnali inibitori “off”. Ora gli scienziati dello Scripps Research Institute (TSRI) hanno dimostrato che una proteina è implicata nell’equilibrio della comunicazione tra le cellule nervose e può portare allo sviluppo di disabilità intellettiva.

Il nuovo studio, pubblicato oggi online sulla rivista Cell Reports, potrebbe avere implicazioni in potenziali trattamenti delle disabilità intellettive e altri disturbi dello sviluppo neurologico.

“Questo documento aggiunge un nuovo elemento alla nostra comprensione dei meccanismi molecolari che hanno un impatto sulla disabilità intellettiva”, ha detto Brock Grill, Prof. Associato TSRI presso il Dipartimento di Neuroscienze. “Il nostro studio è il primo a individuare un difetto nella comunicazione neuronale causato dall’ alterazione dell’ attività di un gene chiamato Huwe1, che porta a ritardo mentale, tra cui la sindrome Juberg-Marsidi-Brooks”.

Lo studio della comunicazione neuronale è importante perché il cervello ha bisogno di bilanciare i neurotrasmettitori eccitatori (per aumentare la trasmissione del segnale) e neurotrasmettitori inibitori (per calmare le cellule nervose). Uno squilibrio nel rapporto eccitatorio / inibitorio, che  è un elemento centrale di molti disturbi neurologici, avviene attraverso la sovraespressione del gene o una perdita della funzione del gene.

( Vedi anche:Come lavorano le proteine nel nostro corpo?).

Per lo studio, Grill ed i suoi colleghi hanno esaminato l’equilibrio della comunicazione neuronale utilizzando il nematode C. elegans, un piccolo verme trasparente. Nonostante le dimensioni ridotte, questo verme condivide metà del suo corredo genetico con gli esseri umani, il che lo rende un modello ideale per studiare la genetica della funzione dei neuroni.

I ricercatori hanno concentrato la loro attenzione su GABA, il principale neurotrasmettitore inibitorio in C. elegans e nel cervello umano. In C. elegans, la proteina responsabile della regolazione della trasmissione GABA è chiamata EEL-1; nell’uomo, la proteina equivalente è nota come Huwe1.

I ricercatori hanno studiato la funzione di EEL-1 / Huwe1 nel verme ed hanno trovato che aumentando o diminuendo la proteina viene alterata la  trasmissione GABA e invertito l’equilibrio eccitatorio / inibitorio.

“Utilizzando un semplice circuito modello, abbiamo identificato un giocatore chiave necessario per raggiungere un equilibrio tra eccitazione e inibizione”, ha detto Grill. ” Questo porta ad una nuova comprensione del motivo per cui  Huwe1 provoca disabilità intellettiva. Huwe1 riguarda solo il rilascio del neurotrasmettitore GABA, non i livelli o la funzione del recettore GABA“, ha osservato Grill.

“Questo studio è importante per capire come aumentata o diminuita attività di Huwe1 può alterare la funzione del circuito cerebrale e portare a ritardo mentale”, ha aggiunto Karla Opperman ricercatrice TSRI e primo autore della ricerca.

Lo studio rappresenta un importante progresso nella comprensione delle basi molecolari della disabilità intellettiva. In particolare, i risultati dello studio dimostrano per la prima volta che le mutazioni che causano la sindrome di Juberg-Marsidi-Brooks  portano alla perdita di funzione Huwe1 e possono compromettere la funzione delle cellule nervose.

Fonte: The Scripps Research Institute