L'Autismo al microscopio

Intervista al Professor Pietro Lupetti dell'Università degli Studi di Siena

MICROSCOPIA ELETTRONICA E DSA

Il 28 aprile 2018 si è svolta a Todi (PG) una giornata tra Cultura e Solidarietà con il tema “Autismo: una galassia da conoscere” il cui scopo è stato quello di dar luce ad una serie di patologie dell’infanzia, i Disturbi dello Spettro Autistico (DSA), che provocano sofferenza in chi ne è affetto e nelle famiglie, in modo tale da far conoscere questa condizione al pubblico e sensibilizzarlo, fare una raccolta fondi per la Ricerca sui DSA e cercare di costruire una rete di sostegno per le famiglie che vivono questo dramma e per i ricercatori stessi che quotidianamente si impegnano nel comprendere e studiare queste patologie.

I DSA secondo l’Istituto Superiore della Sanità comprendono l’Autismo, la Sindrome di Asperger, la Sindrome di Rett, il Disturbo Pervasivo dello Sviluppo non altrimenti Specificato e il Disturbo Disintegrativo dell’Infanzia. La definizione di “spettro autistico” indica una serie di disturbi che colpiscono i bambini in maniera differente con sintomatologia variabile ed eterogenea e che sono caratterizzati da una compromissione dello sviluppo che altera la capacità di socializzare, comunicare ed immaginare in associazione a comportamenti ripetitivi e stereotipati. I DSA compaiono in età infantile ed accompagnano i soggetti colpiti per tutta la vita. L’eziopatogenesi è ancora ignota, sebbene in via di approfondimento, e una terapia che assicuri una guarigione non è ancora stata sviluppata.

Al Convegno tenutosi a Todi ha partecipato il Professor Associato del Dipartimento di Scienze della Vita dell’Università degli Studi di Siena Pietro Lupetti, docente di Parassitologia, di Zoologia Generale e di Tecniche di Microscopia Elettronica nel corso di Laurea Triennale di Scienze Biologiche, di Modellistica 3D dei Componenti Cellulari nel corso di Laurea Magistrale in Biologia – curriculum Biologia Molecolare e Cellulare e di Parassitologia nel corso di Laurea Magistrale in Biologia – curriculum Biologia Sanitaria, nonché Direttore del Dottorato di Ricerca in Scienze della Vita. L’intervento del professor Lupetti ha puntato il focus della discussione sull’importanza dell’interdisciplinarietà e della multidisciplinarietà nell’approccio ad un insieme di malattie multifattoriali, complesse ed eterogenee come i DSA.

Professore, per quale motivo negli ultimi tempi è sbocciato questo particolare interesse dell’opinione pubblica per i DSA? Perché è importante parlarne?

Nel corso del tempo, in particolare negli ultimi anni, si è assistito ad un aumento della prevalenza dei DSA in Italia ed in Europa. Questo insieme di patologie che interessano il neurosviluppo infantile ha ad oggi eziopatogenesi ignota, benché alcuni studi ultimamente abbiano ipotizzato l’esistenza di una base epigenetica in concomitanza a fattori ambientali e biochimici. Si tratta di un gruppo di patologie dalle caratteristiche e dalla sintomatologia estremamente eterogenee, talvolta perfino difficili da diagnosticare e difficili da collocare all’interno di una caratterizzazione univoca. Non esiste attualmente una cura e la prognosi è estremamente individuale, così come lo sono i sintomi, che ad oggi rappresentano purtroppo l’unico dato sul quale il Neuropsichiatra può fare la diagnosi. Questa tuttavia viene di solito fatta non prima dei 18 mesi di vita del bambino e l’intervento terapeutico, generalmente una terapia cognitivo-comportamentale che ha inizio intorno ai 24 mesi di età se non più tardi, serve a mitigare i sintomi stessi, non a migliorare o a curare la patologia in sé. È importante parlare dei DSA perché il pubblico ne sa ancora poco, sia per quanto riguarda la sintomatologia, sia per quanto riguarda l’eziologia; ed è importante parlarne per non lasciare le famiglie sole, perché queste malattie provocano sofferenza non solo in chi ne è colpito ma anche in tutti i cari. Inoltre, poiché in Italia si spende pochissimo nella Ricerca per i DSA, bisogna sottolineare l’importanza di investire in una patologia perché prevenire significa mitigarne gli effetti sul singolo, sulla famiglia e sulla società.

Come si sta muovendo la comunità scientifica nella comprensione del problema?

Attraverso un approccio multidisciplinare. È fondamentale il dialogo tre le varie branche della Scienza per una migliore comprensione di questo tipo di patologie: studi recenti hanno dimostrato che effettivamente esiste un danno organico a carico dell’encefalo in soggetti affetti da DSA ma tale evidenza potrebbe essere riscontrabile con una TAC solo dopo che il Neuropsichiatra ha effettuato la diagnosi. La Medicina basa la diagnosi sull’osservazione, sulla semeiotica, pertanto anche in questo caso l’intervento del professionista è tardivo perché avviene solo dopo che i sintomi si sono manifestati. Studi recenti di Biochimica hanno dimostrato un’alterazione del livello degli isoprostani in soggetti con danni neurologici. Se si potessero diagnosticare i DSA tempestivamente in maniera misurabile, prima cioè che i sintomi si manifestino, si potrebbe instaurare una terapia di protezione e poi, chissà, studiare per ottenere un farmaco idoneo. Se avessimo una diagnosi affidabile, veloce ed univoca avremmo una marcia in più per instaurare una terapia in breve tempo e di conseguenza migliorare l’evoluzione della malattia stessa e l’aspettativa di vita del soggetto e della famiglia.

Quindi, sulla base delle osservazioni della Medicina, dell’esperienza della Neuropsichiatria e degli studi di Biochimica la comunità scientifica si è posta una domanda: è possibile identificare un biomarcatore univoco? Un biomarcatore è un indicatore biologico, genetico o biochimico relazionabile all’insorgenza e allo sviluppo di una patologia, deve possedere un alto valore predittivo, deve consentire di effettuare la determinazione della patologia in tempi brevi e con precisione e deve essere correlabile in maniera specifica con quella malattia. Se riuscissimo ad identificare una serie di biomarcatori dei DSA e se fosse possibile ricercarli nel sangue dei neonati avremmo un potentissimo strumento predittivo che potrebbe migliorare drasticamente la condizione dei pazienti con DSA.

Esiste un biomarcatore univoco per i DSA?

Gli isoprostani rappresentano un valido candidato.

Inoltre, i pazienti con Sindrome di Rett presentano globuli rossi alterati, cioè eritrociti che non hanno la caratteristica forma lenticolare biconcava ma hanno alterazioni tra un asse e l’altro della cellula. Effettuare un esame istologico del sangue è semplicissimo da farsi anche su un neonato perché basta il prelievo di una goccia di sangue periferico. L’importante è avere una risoluzione molto alta, cioè riuscire a vedere i dettagli ed è qui che entra in gioco la microscopia elettronica.

Cosa c’entra la microscopia elettronica in tutto questo?

Recentemente in Dipartimento è arrivato l’ESEM [Environmental Scanning Electron Microscope, microscopio elettronico a scansione ambientale, ndr], uno strumento che ci consente di visualizzare ad alta risoluzione cellule che al microscopio ottico si vedrebbero in maniera poco dettagliata. Fino ad un anno fa non era possibile osservare al microscopio ottico a scansione il sangue periferico: la rivoluzione è stata la messa in atto di un protocollo (che è in via di standardizzazione) che consente di osservare una microquantità di sangue periferico al microscopio elettronico in maniera poco o affatto invasiva, dal momento che l’obbiettivo è quello di fare prelievi su neonati. Applicando il protocollo al sangue periferico è possibile osservare al microscopio elettronico a scansione le differenze tra la popolazione di eritrociti sani e quella di eritrociti non sani: nei soggetti sani il 98,8% degli eritrociti ha un certo morfotipo, nei pazienti con DSA in età diverse e funzionalità diverse [gradi diversi di gravità della patologia, ndr] c’è una percentuale di eritrociti con morfotipo anomalo.

È possibile dire che tutti i soggetti con DSA presentano eritrociti con morfologia anomala ma che non sempre gli eritrociti con morfotipo alterato sono indice di DSA.

Ai fini del nostro studio, è necessario che il personale sanitario faccia il prelievo seguendo il protocollo standardizzato e soprattutto è importantissimo fare uno studio retrospettivo per andare ad analizzare quanti dei pazienti con eritrociti anomali sono stati poi diagnosticati con DSA. È fondamentale studiare quanti più campioni possibili, creare un database di immagini per far validare a livello internazionale dalla comunità scientifica il metodo per poi magari successivamente andare a studiare quali sono le cause alla base dell’alterazione strutturale degli eritrociti.

La sfida in tutto questo è capire chi è la causa e chi è l’effetto: è l’alterazione del citoscheletro dell’eritrocita a causare un’alterazione del morfotipo o è il contrario? Alla base dell’alterazione del citoscheletro vi è una mancanza di ossigenazione, tra l’altro una delle concause ipotizzate alla base dei DSA, oppure vi è qualcos’altro?

Adesso il nostro fine è di rendere semiassistita questa analisi, cioè di elaborare un algoritmo che consenta di analizzare in maniera semiautomatica il campione di sangue per riconoscere in tempi molto brevi quali e quanti eritrociti sono alterati.

Quindi lo scopo del vostro studio qual è?

Lo scopo è quello di analizzare la correlazione alterazione strutturale degli eritrociti/DSA in maniera computerizzata. Qualora questo dato venisse effettivamente riconosciuto come biomarcatore, saremmo davanti ad una svolta importantissima perché avremmo uno strumento predittivo molto potente: se il neonato risultasse positivo al test degli eritrociti e ad esempio anche al test degli isoprostani, ciò non comporterebbe automaticamente una positività ai DSA ma darebbe ai genitori e ai medici una marcia in più. Adesso aspettiamo i 18 mesi di età per fare i diagnosi perché non è possibile fare altrimenti: con i biomarcatori potremmo intervenire prima. Attenzione: NON è una cura, è uno strumento predittivo che consentirebbe di intervenire tempestivamente (sicuramente prima rispetto a quanto accade adesso in clinica) e magari migliorare la prognosi.

L’approccio dei Biologi rispetto ai Medici nei confronti del problema è proprio questo: lavorare per trovare un biomarcatore univoco e universalmente utilizzabile che prescinda dalla semeiotica, che sia rapido, microinvasivo e facile da attuare. L’analisi strutturale al microscopio elettronico degli eritrociti attualmente risulta essere un ottimo candidato. Le varie discipline scientifiche in questo senso non potranno che completarsi le une con le altre.

I limiti in tutto questo sono rappresentati dai fondi: potremmo effettuare un numero elevato di prelievi nei centri di neonatologia ma dovremmo aspettare minimo 18 mesi per sapere quanti soggetti sono stati diagnosticati con DSA. Questa analisi quindi è lunga e laboriosa. È un cane che si morde la coda: per avere dati pubblicabili sono necessari finanziamenti ma questi non vengono erogati se non ci sono dati pubblicati.

Una conoscenza più dettagliata può portare ad una cura?

L’obbiettivo della Ricerca è proprio questo. Noi analizziamo gli eritrociti e da lì lo studio dell’alterazione del citoscheletro potrebbe portarci a nuove scoperte circa l’eziologia dei DSA. Comunque, poiché si tratta di disturbi estremamente eterogenei è bene essere cauti.

Sappiamo ovviamente che non è così ma può rassicurare anche lei le persone spiegando perché non esiste una correlazione tra vaccini ed autismo?

Non è questione di rassicurazione: i dati, la marea di studi scientifici che indicano in maniera assolutamente incontrovertibile che non c’è correlazione tra vaccini ed autismo parlano da sé.

Per quanto il mondo della microscopia elettronica possa sembrare lontano e slegato dalle malattie del neurosviluppo, l’approccio dei biologi microscopisti, attenti al dettaglio, alla precisione e all’accuratezza, sta fornendo un’altra chiave di lettura per queste patologie così complesse e dinamiche. Solo un microscopista, armato di pazienza e innata diligenza, può passare ore e ore e ore al buio ad osservare migliaia di eritrociti per annotare come un amanuense quali e quante cellule sono alterate. Il progresso consentirà di rendere il tutto semiautomatico – e quando questo accadrà saremo davvero di fronte ad una svolta scientifica. La direzione dell’approccio scientifico del domani prevede una contaminazione tra Biologia, Biofisica ed Informatica che non può che arricchire la biodiversità del mondo scientifico ma affinché ciò accada è necessario che vengano effettuati finanziamenti alla ricerca.

Intervista di Sara Pianigiani

in collaborazione con Michela Di Criscio

Fonti:

Istituto Superiore della Sanità: http://old.iss.it/auti/?id=380&tipo=2

Stime prevalenza DSA: http://old.iss.it/auti/?id=427&tipo=33

Biomarcatore, Treccani: http://www.treccani.it/enciclopedia/biomarcatore_%28Enciclopedia-della-Scienza-e-della-Tecnica%29/