Home ATTUALITA' & SALUTE Virus Zika: il danno cerebrale ai bambini ha una base genetica

Virus Zika: il danno cerebrale ai bambini ha una base genetica

Microcefalia, ritardo mentale, alterazioni scheletriche, deficit uditivi e visivi – questi sono esempi del danno che può essere causato dal virus Zika nei bambini nati da madri infette durante la gravidanza. Tuttavia, questi problemi sono stati osservati solo nel 6-12% dei casi e gli scienziati sospettano che altri fattori, oltre all’infezione virale, siano associati allo sviluppo della sindrome di Zika congenita. Un nuovo studio pubblicato il 2 febbraio sulla rivista Nature Communications offre una forte evidenza che la maggiore suscettibilità di alcuni bambini al virus ha un’origine genetica. “Abbiamo studiato coppie di gemelli discordanti – casi in cui solo un gemello era affetto dal virus, sebbene entrambi fossero stati ugualmente esposti durante la gravidanza.In laboratorio, abbiamo trovato circa 60 geni con espressione differenziata nelle cellule progenitrici neurali dei bambini affetti”, ha detto Mayana Zatz, professore presso l’Istituto di Bioscienze dell’Università di San Paolo (IB-USP) e capo del progetto di ricerca.

La maggior parte delle indagini è stata condotta presso il Centro di Ricerca sulle Cellule Staminali e Genoma Umano (HUG-CELL), uno dei centri di ricerca, innovazione e diffusione (RIDC) supportato dalla Fondazione di ricerca São Paulo – FAPESP. La raccolta dei dati è stata effettuata nel 2016, principalmente negli stati del Nord-Est colpiti dall’epidemia di Zika nell’anno precedente. I ricercatori hanno valutato i dati di 91 bambini nati da madri infette, tra cui due coppie di gemelli monozigoti (gemelli identici che si separano da un uovo e uno spermatozoo dopo la fecondazione) e sette coppie di gemelli dizigoti (gemelli fraterni da uova separate e spermatozoi). La prima prova a favore dell’ipotesi che il background genetico determini lo sviluppo della sindrome di Zika congenita è stata la scoperta che tutti i gemelli monozigoti erano concordanti: tutti i gemelli identici erano ugualmente influenzati dal virus, mentre sei delle sette coppie di dizigoti i gemelli erano discordanti – solo uno di ogni coppia era interessato.

Da tre coppie di gemelli dizigoti, i ricercatori hanno ottenuto campioni di sangue in quantità sufficiente per studi di laboratorio più complessi. Ispirato alla tecnica della cellula staminale pluripotente indotta (iPSC) per la quale Shinya Yamanaka, uno scienziato affiliato all’Università di Kyoto (Giappone), ha ricevuto il premio Nobel per la medicina 2012, il team di HUG-CELL ha sviluppato un metodo per convertire le cellule del sangue in iPSC, che come le cellule staminali embrionali possono differenziarsi in quasi tutti i tipi di cellule o tessuti umani. Il passo successivo era convertire le iPSC in cellule progenitrici neurali (NPC), il tipo più colpito da Zika nel cervello in via di sviluppo. Non appena gli NPC dei bambini affetti e dei loro fratelli non affetti sono stati stabiliti in vitro, tutte le colture sono state infettate da un ceppo brasiliano di virus Zika. Successivamente, in collaborazione con un altro team, gli scienziati hanno utilizzato tecniche di sequenziamento per analizzare tutte le molecole di RNA messaggero espresse dagli NPC colti, allo scopo di scoprire quali geni fossero più o meno attivi in ​​ciascun caso.

Differenze sono state osservate in due vie di segnalazione cellulare di significato chiave per lo sviluppo del cervello durante il periodo embrionale – una mediata dalla proteina mTOR e l’altra da Wnt (Wingless). Queste vie regolano la proliferazione e la migrazione delle cellule del sistema nervoso centrale, tra le altre cose. L’espressione di diversi geni legati a questi percorsi è stata ridotta negli NPC dai bambini affetti. Uno era 12 volte meno espresso nelle cellule affette rispetto allo stesso gene nelle cellule del gemello non affetto. I risultati sono stati simili per tutte e tre le coppie di gemelli studiati, rafforzando l’ipotesi che la sindrome di Zika congenita non sia un evento casuale ma sia favorita da fattori genetici. Prima del loro lavoro sugli NPC, i ricercatori hanno condotto uno studio su materiale genetico di 18 bambini affetti dalla sindrome di Zika congenita per indagare se un singolo gene fosse coinvolto nell’aumento della suscettibilità. Hanno anche analizzato il DNA dei cinque gemelli non colpiti e di 609 individui di controllo non infetti da Zika e senza alterazioni neurologiche.

In questo studio, i ricercatori hanno eseguito l’intero sequenziamento dell’esoma (WES) per cercare varianti del DNA che causano la malattia negli esoni del genoma, i pezzi di geni che codificano per le proteine. Negli individui con un profilo genetico che li predispone a sviluppare il diabete, la malattia può manifestarsi solo se sono presenti anche alcuni fattori ambientali, come una dieta squilibrata e l’aumento di peso in eccesso. Nel caso della sindrome di Zika congenita, l’infezione virale può essere il fattore ambientale che scatena lo sviluppo della malattia. Il dott. Zatz commenta e spera: “Volevamo vedere se fossero presenti varianti genetiche solo nei bambini affetti, ma non ne abbiamo trovato nessuno, questo esclude l’ipotesi di un’eredità legata a un singolo gene e suggerisce che abbiamo a che fare con un eredità complessa (una combinazione di geni differenzialmente espressi, come una suscettibilità)”. Nel tempo le nuove scoperte potrebbero consentire l’identificazione di genitori a rischio di avere figli con questo profilo genetico più vulnerabile. Se e quando si sviluppa un vaccino contro Zika, questi genitori potrebbe essere prioritario nelle strategie di immunizzazione.

  • a cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Caires-Júnior LC et al., Zatz M. Nat Commun. 2018 Feb 2; 9(1):475.

Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of patents concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica e salute sui siti web salutesicilia.com, medicomunicare.it e in lingua inglese sul sito www.medicomunicare.com

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