Legame tra perdita dell’udito e disturbo dello spettro autistico

I ricercatori del College of Medicine della Medical University of South Carolina (MUSC) riferiscono nel Journal of Neuroscience di aver osservato una lieve perdita dell’udito e difetti nella funzione del nervo acustico in un modello preclinico di disturbo dello spettro autistico (DSA). Un esame più approfondito del tessuto nervoso ha rivelato la presenza di cellule di supporto anomale chiamate glia, degenerazione simile all’invecchiamento e infiammazione. I risultati di questo studio evidenziano l’importanza di considerare gli organi sensoriali e le loro interazioni con il cervello per la comprensione del disturbo dello spettro autistico
(DSA).

Molti pazienti con DSA mostrano una maggiore sensibilità ai suoni. Mentre in passato molti scienziati hanno cercato una causa nel cervello, il team del MUSC ha adottato un approccio diverso, studiando il sistema uditivo periferico. “I disturbi dell’udito possono avere un impatto sul sistema uditivo di livello superiore e, in ultima analisi, sulla funzione cognitiva”, ha dichiarato Hainan Lang, professore presso il Dipartimento di Patologia e Medicina di Laboratorio del MUSC e uno dei due autori dello studio. Studi precedenti sulla perdita dell’udito legata all’invecchiamento hanno dimostrato che il cervello può aumentare la sua risposta per compensare la riduzione dei segnali uditivi provenienti dall’orecchio interno. Lang voleva scoprire se questo aumento, chiamato guadagno centrale, potesse contribuire alla risposta cerebrale anomala al suono nell’ASD. Tuttavia, un ostacolo significativo si è frapposto sul suo cammino.

Il modello clinicamente rilevante

“Non avevamo un modello clinicamente rilevante per testare direttamente questa importante questione fondamentale”, ha detto la ricercatrice. Il modello preclinico che avrebbe permesso alla Lang di verificare la sua ipotesi è stato sviluppato nel laboratorio di Christopher Cowan. I topi di questo modello hanno una sola copia funzionante di un gene chiamato MEF2C. Il gruppo di Cowan aveva già studiato MEF2C in passato per il suo ruolo nello sviluppo cerebrale e aveva scoperto che era importante per regolare la formazione dei circuiti nel cervello. L’interesse per la creazione di un modello preclinico è nato quando è stato identificato un gruppo di pazienti con sintomi simili all’ASD che presentavano mutazioni di MEF2C.

I modelli di Cowan mostrano anche comportamenti simili all’ASD, tra cui un aumento dell’attività, comportamenti ripetitivi e deficit di comunicazione. La collaborazione tra Lang e Cowan è iniziata quando hanno presentato dei poster fianco a fianco in occasione di un orientamento per il College of Graduate Studies del MUSC. Il laboratorio di Lang aveva identificato regolatori molecolari, tra cui MEF2C, cruciali per lo sviluppo dell’orecchio interno, e vedeva nel modello di Cowan qualcosa che avrebbe potuto usare per verificare le sue ipotesi sulla perdita dell’udito nelle malattie del neuro sviluppo. Cowan ha accettato con entusiasmo e il team di ricerca ha iniziato a valutare la capacità di sentire nei topi con deficit di MEF2C.

Per prima cosa hanno misurato la risposta del cervello ai segnali uditivi, utilizzando una versione modificata di un test comunemente utilizzato per lo screening dei neonati con perdita dell’udito. Nei topi con una sola copia funzionante di MEF2C è stata osservata una lieve perdita dell’udito, mentre in quelli con due copie funzionanti l’udito è rimasto normale. Per indagare ulteriormente su questa perdita, i ricercatori hanno misurato l’attività del nervo acustico, che trasporta i segnali dall’orecchio interno al cervello. Hanno trovato un’attività ridotta in questo nervo nei topi con una sola copia di MEF2C.

La risposta del nervo uditivo

Con gli occhi puntati sul nervo uditivo, i ricercatori hanno utilizzato microscopi e tecniche di colorazione avanzate per determinare cosa non andasse. Sebbene la perdita complessiva della sensibilità uditiva fosse lieve, i ricercatori sono stati entusiasti di vedere una grande differenza nella risposta del nervo uditivo. I nervi dei topi con una sola copia di MEF2C mostravano una degenerazione cellulare simile a quella che si osserva nella perdita uditiva legata all’età. I ricercatori hanno anche osservato segni di una maggiore infiammazione, con vasi sanguigni danneggiati e cellule immunitarie attivate (glia e macrofagi). Questa scoperta è stata particolarmente sorprendente per i ricercatori.  “Ora capiamo che l’attività del nervo acustico può coinvolgere anche il sistema immunitario, e questa è la nuova direzione che vogliamo continuare ad indagare”, ha detto Lang

“Ora sappiamo che esiste un’importante interazione tra il sistema immunitario del corpo e il sistema immunitario del cervello”, ha detto Cowan. “I due sistemi giocano un ruolo fondamentale nel modellare il modo in cui le cellule del sistema nervoso comunicano tra loro, in parte eliminando le connessioni in eccesso o inappropriate che si sono formate, e questo è un aspetto essenziale dello sviluppo e della funzione del cervello”. I risultati di questo studio potrebbero essere importanti non solo per i pazienti con deficit di MEF2C, ma anche per le persone con DSA o perdita dell’udito in generale. “Capire come questo gene possa partecipare allo sviluppo dell’orecchio e come lo sviluppo dell’orecchio interno influisca sullo sviluppo del cervello ha un’enorme applicabilità”, ha detto Cowan. In studi futuri, i ricercatori intendono scoprire come MEF2C causi esattamente i cambiamenti identificati in questo studio. Il team di ricerca spera anche di esplorare questi risultati nei pazienti con deficit di MEF2C utilizzando test uditivi non invasivi.

• Peripheral Auditory Nerve Impairment in a Mouse Model of Syndromic Autism (jneurosci.org)