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Lo studio scopre la causa per i deficit di spaziale-memoria nella gente con sindrome di Down

Il gruppo del professor Juan Lerma, dall'istituto di UMH-CSIC delle neuroscienze, in Alicante (Spagna), ha identificato il gene chiamato GRIK1, fondamentali nel bilanciamento fra l'eccitazione e l'inibizione nel cervello, come una delle cause per la gente con sindrome di Down che ha problemi spaziali di orientamento.

Il gene GRIK1 è situato sul cromosoma 21, che è triplicato nella gente con sindrome di Down, che quindi ha un più alto della dose di molti geni. Questo gene di particolare svolge un ruolo molto importante nella comunicazione fra i neuroni, regolamentanti la versione del neurotrasmettitore inibitorio principale nel cervello, chiamata GABA.

Per mantenere la funzione adeguata del cervello, un buon regolamento della comunicazione fra i neuroni è necessario. Questa comunicazione è fatta attraverso i neurotrasmettitori e può essere eccitante o inibitoria, che sarebbero l'equivalente all'acceleratore ed al freno, rispettivamente, del sistema nervoso.

La versione dei neurotrasmettitori eccitanti o inibitori ha luogo ai punti di contatto fra i neuroni, chiamati sinapsi. Il bilanciamento corretto della neurotrasmissione eccitante ed inibitoria permette affinchè i circuiti neurali funzioni correttamente. Le patologie apparentemente differenti quanto l'ansia, la depressione, la schizofrenia, il disordine bipolare o l'autismo, tutta hanno in comune il guasto all'eccitazione/bilanciamento di inibizione nel cervello.

Abbiamo veduto nei modelli del mouse di sindrome di Down che c'è un problema dello squilibrio fra l'eccitazione ed inibizione di determinati circuiti di un neurone dell'ippocampo, di struttura del cervello relativa alla memoria e di orientamento nello spazio. Questo squilibrio dipende dalla dose di GRIK1. Con le tecniche genetiche di manipolazione, abbiamo normalizzato la dose di GRIK1 nel nostro modello di sindrome di Down, ritornando questo squilibrio fra l'eccitazione e l'inibizione.„

Il professor Juan Lerma, istituto di UMH-CSIC delle neuroscienze

Quando la dose di questo gene è normalizzata in questo mouse transgenico, i problemi di memoria spaziali scompaiono„, spiega Sergio Valbuena, il primo autore dello studio.

Il professor Lerma precisa che i cambiamenti causati da questo squilibrio nell'inibizione sono sottili ed avevano passato inosservati nel corso degli anni dello studio su sindrome di Down.

L'anno scorso, gruppo del professor Lerma già dimostrato come i leggeri cambiamenti nell'intensità della trasmissione sinaptica causano la modifica significativa di comportamento, secondo la struttura del cervello danneggiata.

Quando i cambiamenti nell'intensità della trasmissione sinaptica hanno luogo nel amydala del cervello, le risposte di ansia o di timore possono essere commoventi. Se le alterazioni nell'intensità della trasmissione si presentano nella corteccia prefrontale, può piombo ai problemi nei rapporti personali o un aumento nell'aggressività, dice il professor Lerma. Ed ora questo nuovo studio, pubblicato nelle comunicazioni della natura, indica che uno squilibrio inibitorio ulteriore nell'ippocampo provoca le alterazioni relative alla memoria spaziale, che probabilmente rappresenta i deficit di orientamento nella gente con sindrome di Down.

Sindrome di Down è la causa genetica più frequente dell'inabilità conoscitiva, in modo da disfare i meccanismi fisiologici responsabili di questi deficit è una sfida importante. Descritto da John Langdon giù per la prima volta nel 1866, sindrome di Down è caratterizzata dall'esistenza di una copia extra del cromosoma 21, che piombo a parecchi problemi di salute.

Source:
Journal reference:

Valbuena, S., et al. (2019) Unbalanced dendritic inhibition of CA1 neurons drives spatial-memory deficits in the Ts2Cje Down syndrome model. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-019-13004-9.