Sede GABAergica del danno nella nascita
pretermine
GIOVANNI ROSSI
NOTE E NOTIZIE - Anno XIX – 26 febbraio 2022.
Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org
della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia).
Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società,
la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici
selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste
e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
Nei
neonati pretermine, nati con notevole anticipo rispetto alla data fisiologica,
e nei nuovi nati di basso peso alla nascita anche se da parto in epoca
prevista, sono stati descritti disturbi neuroevolutivi
espressi come difetto di maturazione della corteccia cerebrale. I mutamenti
evolutivi durante lo sviluppo dei lobi frontali, cui vanno incontro i sistemi
GABA-ergico e glutammatergico, costituiti dai neuroni
segnalanti, rispettivamente, mediante il principale neurotrasmettitore
inibitorio e il principale neurotrasmettitore eccitatorio corticali, sono stati
indicati come i processi che maggiormente risentono della prematurità e dei
difetti embriologici associati al difetto ponderale. Nonostante questo
riconoscimento della regione e dei sistemi neuronici implicati, fino a oggi non
sono stati identificati i cambiamenti cellulari associati.
Helene Lacaille e colleghi hanno affrontato questo problema
studiando specificamente lo sviluppo molecolare del sistema interneuronico inibitorio
segnalante mediante acido γ-aminobutirrico (GABA) nella corteccia
prefrontale dorsolaterale, una regione neoencefalica
implicata in numerosi disturbi psichiatrici e neuroevolutivi.
(Lacaille
H., et al. Preterm Birth Alters the Maturation
of the GABAergic System in the Human Prefrontal Cortex. Frontiers in
Molecular Neuroscience – Epub ahead
of print doi:10.3389/fnmol.2021.827370, 2022).
La provenienza degli autori è la seguente: Department of Pediatrics,
Columbia University, New York-Presbyterian Morgan Stanley Children’s Hospital,
New York, NY (USA).
L’istogenesi
e la maturazione della corteccia prefrontale, come di tutto il resto della neocorteccia,
segue caratteristiche linee di espansione, migrazione cellulare e laminazione;
tali linee sono programmate geneticamente, così che cellule, sinapsi,
connessioni assoniche, recettori e neurotrasmettitori appaiono nelle giuste
sedi per effetto di un preciso piano di sviluppo caratterizzato da fasi che si
succedono secondo una definita cronologia specie-specifica.
La
migrazione delle cellule nella corteccia embrionaria e la differenziazione
topografica per area avvengono in concomitanza con l’arrivo delle fibre
talamocorticali, ma non si ritiene che siano necessariamente conseguenti alle
connessioni sinaptiche formate negli strati corticali in via di sviluppo dagli
assoni originati dalle cellule nervose del talamo. Le fibre gliali – e un ruolo
rilevante fu scoperto da Rakic per la glia radiale –
guidano le cellule nella loro migrazione dalle zone germinali, che sono
adiacenti al ventricolo, alle loro destinazioni nei rispettivi strati della
corteccia. Nell’embrione umano l’architettura della corteccia cerebrale adulta
è già presente nel suo profilo essenziale fin dal settimo mese di vita
intrauterina, e due mesi dopo, alla nascita, sembra essere virtualmente
completa. Rimane, dunque, la necessità di differenziarsi ancora nei due mesi
conclusivi della gestazione per assumere i caratteri molecolari, cellulari,
sinaptici, gliali e istofisiologici tipici del
neonato partorito sano e a termine. Al livello molecolare alcune aree della
corteccia prefrontale come l’area di Broca, implicata nel controllo della
produzione esecutiva del linguaggio verbale e corrispondente all’area 44 e in
parte all’area 45 di Brodmann, si sviluppano sotto il controllo di alcuni
specifici morfogeni (Grove e Fukuchi-Shimogori, 2003).
Rimandando
a manuali e trattati di neuroembriologia per una
trattazione esaustiva dello sviluppo, qui ricordiamo in estrema sintesi che ad
ogni stadio dell’ontogenesi della corteccia il fenotipo strutturale emergente
non è solo effetto dei fattori genetici, ma anche di una gamma di influenze
interne ed esterne. Di importanza critica fra queste influenze sono quelle che
derivano dall’interazione dell’organismo con l’ambiente: le connessioni
afferenti, efferenti e associative si formano e si rinforzano proprio grazie a
queste interazioni.
È
attraverso tali processi che le reti cognitive dell’individuo si
strutturano nella neocorteccia in tutta la sua estensione; mediante questi
stessi processi le reti esecutive crescono nella corteccia prefrontale e
acquistano le loro proprietà di controllo sul comportamento e sui sostrati
neurali cognitivi. Come fu dimostrato da Edelman e colleghi fin dal 1987, tutti
questi processi sono essenzialmente selettivi; selezionano neuroni e circuiti fra
quelli che sono stati iper-prodotti negli stadi precoci dello sviluppo, mentre
altre cellule nervose e terminali sinaptici vanno incontro a regressione e
scomparsa. All’insieme di questi eventi biologici in neuroembriologia
si dà il nome di stabilizzazione selettiva, che comunemente si intende
come il risultato selettivo della competizione al livello di neuroni, sinapsi e
relative fibre di connessione, per il compimento di fini funzionali previsti e
programmati geneticamente nel piano evolutivo.
Il gruppo
di Lacaille ha studiato specificamente lo sviluppo
molecolare del sistema inibitorio GABAergico nella corteccia prefrontale
dorsolaterale, regione importante sia per la patologia neuroevolutiva sia
per numerosi disturbi psichiatrici.
Il grado
di maturazione del sistema GABAergico in questa regione del lobo frontale è stato
valutato in campioni cerebrali prelevati post-mortem da infanti a
termine in uno spettro di età da 0 a 8 mesi (n = 17 maschi; 9 femmine). L’espressione
genica è stata misurata per 47 geni GABAergici e impiegata per calcolare l’indice
di maturazione. Tale indice è risultato molto più dinamico negli infanti di
sesso maschile che in quelli di sesso femminile. Per valutare l’impatto della
nascita prematura sullo sviluppo del sistema GABAergico, sono stati comparati,
usando la stessa lista di geni e la stessa metodologia, campioni da nati a
termine di un mese d’età (9 maschi e 4 femmine) e campioni da nati da un mese
ma molto pretermine (very preterm, 8 maschi e 6 femmine).
L’indice
di maturazione del sistema GABAergico è risultato significativamente più basso
(- 50%, p ˂ 0,05) nei maschi nati prematuramente, con le alterazioni principali
in geni associati alla funzione GABAergica negli astrociti.
L’insieme
dei dati rilevati, per il cui dettaglio si rinvia alla lettura del testo
integrale dell’articolo originale, indica con notevole evidenza che i difetti
di maturazione della funzione GABAergica astrocitaria si candidano a nuovo
meccanismo cellulare sottostante le principali alterazioni nel cervello dei
prematuri.
L’autore della nota ringrazia la dottoressa
Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito
(utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
Giovanni Rossi
BM&L-26 febbraio 2022
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