La precoce comparsa dei tratti autistici nei topi CDKL5 KO: il possibile coinvolgimento del sistema somatosensoriale

La capacità del cervello di regolare il costante flusso di informazioni sensoriali, codificarlo nella corretta area corticale primaria e integrarlo attraverso i sensi è cruciale affinché tali informazioni possano essere utilizzate nell'agire quotidiano. Infatti, difetti nell'elaborazione sensoriale sembrano influenzare negativamente lo sviluppo di diverse abilità, tra cui la comunicazione e l'interazione sociale (Baron-Cohen,2017). Una prova diretta degli effetti di un'aberrante percezione sensoriale viene da individui affetti da disturbi dello spettro autistico (ASDs): difetti nel processamento di questi stimoli sono così frequenti (90% dei casi) da essere ormai considerati fondamentali per la diagnosi di autismo (Orefice,2020). La presenza di alterate risposte sensorimotorie è stata descritta in bambini di appena 6 mesi, individui che mostreranno a partire dal 2° anno di vita un declino nel dominio cognitivo, sociale e comunicativo (Estes,2015). Tali osservazioni hanno spinto a diagnosticare le precoci alterazioni sensorimotorie come segni predittivi di autismo. Tuttavia, quali siano le aree cerebrali interessate, quali i difetti a carico di questi circuiti e come questi si ripercuotano sulle funzioni cognitive complesse non è ancora chiaro. I modelli monogenici di ASDs sono un'opportunità per rispondere a questi quesiti poiché mostrano i classici sintomi dei ASDs. In questo elaborato ho preso in considerazione un modello murino di ASD, il topo knock-out (KO) per CDKL5, le cui mutazioni sono responsabili dell'insorgenza di una rara patologia del neurosviluppo, la Sindrome da carenza di CDKL5 (CDD). Analogamente ai pazienti, tra i sintomi osservati nei murini rientrano sia tratti autistici sia difetti nella percezione degli stimoli somatosensoriali, soprattutto tattili. Per comprendere i difetti neurobiologici alla base della comparsa dei tratti autistici, ho deciso di studiare il topo CDKL5 KO nel corso delle prime fasi dello sviluppo, ovvero quelle fasi cruciali per la formazione dei circuiti somatosensoriali quando CDKL5 raggiunge il suo picco di espressione. Pertanto, l'obiettivo del mio studio è stato quello di indagare la linea temporale dell'insorgenza dei tratti autistici e delle alterazioni somatosensoriali nel topo KO, e di individuare una possibile relazione causale tra questi segni. Sulla base di risultati precedenti che indicano difetti precoci della connettività sinaptica della barrel cortex (BC), ho valutato la responsività̀ di questa corteccia. I dati ottenuti hanno mostrato che gli animali KO presentano difetti nell'elaborazione degli stimoli tattili mediante l'utilizzo dei baffi già nelle prime settimane di vita post natale (p21). In seguito, mutanti della stessa età sono stati sottoposti ad una batteria di test per valutare la presenza di comportamenti autistici. I risultati mostrano che l'assenza di CDKL5 produce effetti negativi fin dalle prime fasi dello sviluppo essendo responsabile della comparsa di fenotipi autistici osservati nei topi KO. Successivamente, per verificare la possibile esistenza di un preciso substrato neurobiologico alla base dei difetti autistici, ho introdotto il gene CDKL5 iniettando vettorvettori virali esclusivamente nella BC di topi KO appena nati. Sorprendentemente, i comportamenti autistici si riducono significativamente nei topi KO dopo l'iniezione, suggerendo che le alterazioni somatosensoriali non solo precedano ma potrebbero essere la causa dei tratti autistici nei mutanti per CDKL5.