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Sviluppo del cervello

Il Ceinge di Napoli svela i segreti dell’aminoacido D-Aspartico. In vista nuove cure per autismo e schizofrenia.

E’ l’acido D-Aspartico il principale regista del neurosviluppo e una sua assenza durante lo sviluppo embrionale e perinatale o un eccesso di degradazione per un iperfunzionamento del suo enzima di degradazione (e del gene corrispondente) provocano ritardo mentale, autismo e gravi psicosi come la schizofrenia. La paziente zero con tutte e tre queste caratteristiche è stata individuata nel napoletano e studiata dai ricercatori del Ceinge di Napoli e dell’Università Vanvitelli. Messa a confronto con le banche di tessuto cerebrale presenti in Europa e negli Usa ne è appunto emerso che la disfunzione comune a questi tre tratti patologici era una alterazione di questo aminoacido che letteralmente impregna il cervello embrionale e se assente o carente provoca gravi anomalie del neurosviluppo che potenzialmente potrebbero essere corrette implementando questo d-aminoacido Parliamo di una molecola che rappresenta uno dei mattoni delle proteine ma che, nella sua forma destrogira (D) era considerata fino a qualche anno fa assente negli organismi animali mentre è tipico degli organismi procarioti (batteri). Nell’uomo e negli altri animali invece è stato individuato in massiccia quantità nelle strutture embrionali che danno origine al sistema nervoso che che ne orientano il corretto sviluppo. 

I SEGRETI DEL CERVELLO

Nell’acido D-Aspartico – un aminoacido non essenziale solitamente con questa configurazione presente soprattutto al mondo dei batteri, si cela dunque il segreto del corretto sviluppo del cervello umano e degli altri animali. Individuata a Napoli nei laboratori dell’Ateneo Federico II e del Ceinge la possibile chiave che unisce i gravi ritardi mentali congeniti, disturbi come l’autismo e anche la schizofrenia. Gli studi sono partiti da una giovane paziente napoletana che accomunava questi tre elementi associati appunto alla scarsa presenza nel suo cervello, appurata con indagini di biologia molecolare, dall’acido D-Aspartico. Le successive analisi, effettuate utilizzando tessuto cerebrale di pazienti con questi disturbi e conservato nelle biobanche di tutto il mondo, utilizzando anche sistemi di intelligenza artificiale, hanno confermato che l’unico elemento comune del cervello di queste persone era la anomala scarsità dell’acido-D Aspartico. Quest’ultimo, tra l’altro, somministrato in topolini “nonni” consente il recupero della memoria persa a un livello di efficienza che arriva a quello delle nuove generazioni di nipoti giovanissimi. Lo studio è in fase di conferma nell’uomo. 

PERDITA DI MEMORIA

In uno studio sempre dell’Università Vanvitelli di Napoli il trattamento di donne anziane con acido D Aspartico dopo un mese consentiva di svolgere performance di moria paragonabili alle nipoti di queste nonnine. Perdita di memoria negli anziani, autismo, schizofrenia e ritardo mentale, dunque, a a quanto pare sono tutte malattie accomunate da una serratura comune. La chiave, che pone le basi per un protocollo unico di cura e prevenzione risiede nell’aminoacido D-Aspartato. Si tratta di uno dei mattoni delle proteine ma in questo caso configurato in forma anomala, orientato våerso destra (da cui la “D” che precede il suo nome). Come tutti gli aminoacidi “D” è tipico del mondo dei microbi, in particolare dei batteri ma nell’uomo e nel mondo animale rivela ora un ruolo prezioso: è infatti presente in maniera massiccia durante lo sviluppo degli embrioni, nella specie umana impregna il tessuto cerebrale durante la gravidanza e ne indirizza il corretto sviluppo, in particolare della corteccia, la parte più nobile del cervello. Di contro la penuria o peggio l’assenza di questa molecola enigmatica provoca gravi anomalie nella struttura del cervello causando, appunto, ritardo mentale congenito, deficit, sintomi clinici appartenenti a quelli dello spettro autistico e anche profili funzionali di natura psichiatrica come appunto la schizofrenia. Malattia quest’ultima che si manifesta nell’adolescenza nel maschio e più tardivamente, attorno ai 20-24 anni, nelle donne con un substrato di familiarità. 

LO STUDIO

Lo studio, condotto dal gruppo di Alessandro Usiello, ordinario di biochimica clinica e biologia molecolare clinica dell’Università Vanvitelli e principal investigator del laboratorio di Translational Neuroscience al Ceinge di Napoli – è partito da un’indagine di biologia molecolare e clinica su una paziente napoletana che accomunava queste tre caratteristiche: ritardo mentale, autismo e schizofrenia. Successivamente l’ipotesi del deficit di D Aspartato come causa ha trovato conferma nell’analisi di campioni di tessuto cerebrale di pazienti conservati in varie biobanche nel mondo. L’elemento comune era sempre il riscontro di bassi livelli dell’acido D-Aspartico per un eccesso di degradazione e per un deficit della biosintesi.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Translational Psychiatry (Nature Group) e sono stati ottenuti grazie alla collaborazione dei gruppi di ricerca del Ceinge guidati da Usiello, da Lucio Pastore (professore di biochimica clinica e biologia molecolare clinica) e da Francesco Salvatore, emerito di biochimica umana della Federico II di Napoli, con altri ricercatori italiani come Massimo Pasqualetti dell’Università di Pisa, Paolo Malatesta dell’Università di Genova e Alessandro Gozzi, Principal Investigator dell’IIT di Rovereto.

“La nostra ricerca è giunta a una svolta – conclude Usiello – e si correla alla documentava esistenza di alterati livelli del D-aspartato nella corteccia cerebrale di pazienti con diagnosi di schizofrenia, malattia psichiatrica intimamente connessa ad alterazioni del neurosviluppo”. La professoressa Barbara Lombardo, prima firma del lavoro ha scoperto che la duplicazione di un gene, la D-aspartato ossidasi, che degrada la molecola ha prodotto in una giovane donna una severa forma di disabilità intellettuale accompagnata da sintomi dello spettro autistico. A seguito di questa osservazione clinica i ricercatori del Ceinge hanno dimostrato che la stessa duplicazione genetica in modelli murini (cavie da laboratorio) determina significative anomalie dello sviluppo corticale e produce in età adulta un comportamento sociale e cognitivo alterate. Un filo rosso che unisce questi esperimenti e che si collega nella riacquisizione della memoria, come nei giovani, in topolini nonni. Studio in fase di conferma nell’uomo. Lo studio nasce da una ricerca di 15 anni condotta sul ruolo funzionale dei D-amminoacidi atipici (considerati tali perché presenti soprattutto nei batteri ma nel mondo animale e nell’uomo deputati al ruolo prezioso di modulatori del neurosviluppo nell’embrione e nella fisiopatologia si malattie come autismo e schizofrenia). 

LA MOLECOLA
L’acido D-aspartico è già disponibile nelle farmacie come integratore spesso assunto dagli uomini allo scopo di mantenere normali i livelli di testosterone ed era finora nota soprattutto per aumentare il rilascio dell’ormone luteinizzante nel cervello, con conseguente produzione di testosterone. Gli aminoacidi svolgono una moltitudine di funzioni nell’organismo, ma probabilmente li avrete già incontrati come elementi costitutivi di tutti i tipi di proteine, oltre che di ormoni e neurotrasmettitori.

Nell’uomo adulto l’acido D-aspartico agisce nella regione centrale del cervello per provocare il rilascio di ormoni, come l’ormone luteinizzante, l’ormone follicolo-stimolante e l’ormone della crescita. Può anche accumularsi nei testicoli, dove allevia una fase limitante della sintesi del testosterone, determinando un lieve aumento del testosterone. I maschi che lottano con un basso numero di spermatozoi possono trarre beneficio dall’integrazione di acido D-aspartico, in quanto la ricerca ha dimostrato che l’integrazione può causare un miglioramento significativo del numero e della motilità degli spermatozoi. Uno dei principali vantaggi dell’aumento dei livelli di testosterone da livelli inferiori alla norma a livelli normali attraverso l’integrazione di acido d-aspartico è il miglioramento della produzione di energia, che può significare una migliore resistenza agli esercizi e maggiori prestazioni sportive. Si dice che livelli più elevati di testosterone producano un sonno migliore. Inoltre, si traduce in un miglioramento dei livelli di energia e in una migliore salute e recupero dopo l’ultimo allenamento.

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