3 studi sulla balbuzie genetica, dal NIDCD (The National Institute on Deafness and Other Communication Disorders)

1.Quali ricerche vengono condotte sulla balbuzie? Una ricerca sui geni

Gli scienziati del NIDCD (The National Institute on Deafness and Other Communication Disorders)  

hanno identificato quattro possibili geni (GNPTAB   GNPTG   NAGPA   AP4E1)  responsabili della balbuzie che tende a manifestarsi geneticamente nelle famiglie di tutto il mondo. Tutti questi geni (segmenti di DNA) contengono il codice di una specifica proteina. Proteina che è indirizzata a sua volta, in uno o più tipi di cellule che sono presenti nel nostro organismo.

 Questi deficit, che i vari elementi non raggiungano la loro giusta posizione all’interno della cellula. sono una causa recentemente riconosciuta di molti disturbi neurologici. I ricercatori stanno ora studiando come questo difetto nel traffico cellulare porti a deficit specifici nella fluenza del linguaggio.

Gli scienziati stanno inoltre utilizzando strumenti di imaging cerebrale come la PET (tomografia a emissione di positroni) e la risonanza magnetica funzionale per studiare l’attività cerebrale nelle persone che balbettano.

Imaging: insieme di procedure attraverso le quali è possibile conoscere, esplorare, esaminare e monitorare una precisa area del corpo umano, non visibile dall'esterno, attraverso delle immagini.

 I ricercatori finanziati dal NIDCD stanno anche utilizzando l’imaging cerebrale per esaminare la struttura del cervello e i cambiamenti funzionali che si verificano durante l’infanzia che differenziano i bambini che continuano a balbettare da quelli che si riprendono dalla balbuzie. L’imaging cerebrale potrebbe essere utilizzato in futuro come un modo per aiutare a curare le persone che balbettano. I ricercatori stanno studiando se i pazienti che balbettano possono imparare a riconoscere, con l’aiuto di un programma per computer, specifici modelli di linguaggio che sono collegati alla balbuzie e ad evitare di utilizzare tali schemi quando parlano.

Ultimo aggiornamento 6 marzo 2017.

2.Lo studio NIH sui topi identifica il tipo di cellula cerebrale coinvolta nella balbuzie

I ricercatori ritengono che la balbuzie derivi da problemi nei circuiti cerebrali che controllano il linguaggio, ma non si sa esattamente come e dove si verifichino questi problemi nel cervello.

Utilizzando dei topi come modelli di balbuzie, precedentemente modificati con una mutazione del gene umano collegata alla balbuzie, (Gene GNPTAB) presentavano lunghe pause nei loro flussi vocali, in qualche modo simili a quelle riscontrate nel linguaggio delle persone con la stessa mutazione. Come le persone che balbettano, i topi erano normali in tutti gli altri aspetti, rafforzando una ricerca precedente che suggerisce che i topi possono servire come modello animale valido per le caratteristiche importanti di questo disturbo.

Gli scienziati, seguendo lo studio che si erano prefissati, riferiscono inoltre che, esaminando il tessuto cerebrale dei topi, si è riscontrata una diminuzione, una perdita di cellule chiamate astrociti (non di altri tipi di cellule) rispetto ai topi senza la mutazione. Si denota quindi, che la dimunizione di questo tipo di cellula nel cervello, è associata alla balbuzie.

Gli astrociti sono cellule principali costituenti del sistema nervoso insieme ai neuroni. Sono chiamati così perché, visti al microscopio, sono a forma di stella, e svolgono una funzione nutritiva e di sostegno per i neuroni, isolandoli e proteggendoli da lesioni.

La perdita di astrociti nei topi mutanti, era più evidente nel corpo calloso, una parte del cervello che collega i due emisferi.

Nel corpo calloso (l’area del cervello che permette agli emisferi destro e sinistro di comunicare) di topi ingegnerizzati con una mutazione umana della balbuzie (pannello inferiore), ci sono meno astrociti, indicati in verde, rispetto ai topi normali (pannello superiore).

Inoltre, utilizzando metodi avanzati di risonanza magnetica (MRI), i ricercatori hanno rilevato una riduzione del volume locale del corpo calloso, nonostante i valori normali della risonanza magnetica del tensore di diffusione, fornendo un ulteriore supporto alla scoperta di un difetto in questa regione del cervello.

Contenendo ben 200 milioni di fibre nervose, il corpo calloso consente la comunicazione tra l’emisfero destro e quello sinistro del cervello, aiutando a integrare i segnali per i processi che coinvolgono entrambi gli emisferi, come la coordinazione fisica e l’uso del linguaggio

Precedenti studi di imaging hanno identificato differenze nel cervello delle persone con balbuzie evolutiva  rispetto a quelle che non balbettano. Alcuni di questi studi hanno rivelato problemi strutturali e funzionali nella stessa regione cerebrale del nuovo studio sui topi.

“L’identificazione dei cambiamenti genetici, molecolari e cellulari alla base della balbuzie ci ha portato a comprendere la balbuzie persistente come un disturbo cerebrale”, ha dichiarato Andrew Griffith, M.D., Ph.D., direttore scientifico del NIDCD.

“Gli studi di imaging cerebrale sulle persone che balbettano sono importanti, ma questi risultati possono portarci solo fino a un certo punto”, ha detto Dennis Drayna (Dottore presso la sezione di Genetica dei Disturbi della Comunicazione). Una sfida, ha detto, è che gli studi di imaging non riescono a capire se le differenze contribuiscono alla balbuzie o sono un effetto della balbuzie. – Con un approccio genetico, siamo stati in grado di iniziare a decifrare la neuropatologia della balbuzie, prima a livello molecolare, identificando le mutazioni genetiche, e ora a livello cellulare”.

Se le ricerche future confermeranno che la balbuzie nelle persone con mutazioni GNPTAB deriva da una perdita di astrociti nel cervello, i risultati potrebbero aprire le porte a nuove strategie terapeutiche per alcune persone con balbuzie persistente in fase di sviluppo, mirando alle vie molecolari e alle cellule associate.

Ultimo aggiornamento: 19 Agosto 2019.

3. Sezione sulla genetica dei disturbi della comunicazione

Nella Sezione di Genetica dei Disturbi della Comunicazione dell’istituto NIDCD ,abbiamo utilizzato metodi genetici basati sulla famiglia e sulla popolazione per identificare i geni responsabili dei disturbi della comunicazione umana, in particolare della balbuzie. Abbiamo studiato gli effetti biochimici e cellulari di queste mutazioni e abbiamo utilizzato sistemi modello di topo per studiare gli effetti di queste mutazioni sulle vocalizzazioni ultrasoniche dei topi. L’obiettivo a lungo termine del nostro lavoro è stato quello di identificare specifiche patologie neuronali causate da queste mutazioni.

Abbiamo studiato famiglie in cui molti individui balbettano. Gli studi di linkage genetico possono identificare la posizione del gene o dei geni responsabili della balbuzie in queste famiglie. Abbiamo arruolato un ampio gruppo di famiglie in Pakistan, dove i matrimoni tra cugini sono comuni. Ognuna di queste famiglie presenta più casi di balbuzie e i nostri studi di linkage genetico hanno identificato i principali segnali di linkage, che indicano diversi geni causali, sui cromosomi 12, 3 e 16.

Linkage genetico (geni associati): Si definiscono geni associati i geni che appartengono ad un gruppo di associazione, ovvero che sono localizzati sullo stesso cromosoma e che non segregano indipendentemente.
I cromosomi sono strutture all'interno delle cellule che contengono i geni di una persona. I geni sono contenuti in cromosomi, che hanno sede nel nucleo cellulare

Abbiamo anche identificato una grande famiglia di lingua inglese in Camerun, nell’Africa occidentale, in cui la balbuzie è presente in più di 40 membri della famiglia. Gli studi di linkage in questa famiglia hanno dimostrato che la balbuzie è dovuta a diversi geni, ognuno dei quali agisce in un ramo diverso della famiglia. Questi geni sono localizzati sui cromosomi 2, 3, 14 e 15. Studi su famiglie balbuzienti del Brasile hanno identificato un altro locus, sul cromosoma 10, che porta un gene della balbuzie in questa popolazione.

Studi sul locus del cromosoma 12 hanno identificato mutazioni causali nel gene GNPTAB e ulteriori studi hanno identificato mutazioni causali nei geni correlati GNPTG e NAGPA. Insieme, questi tre geni sembrano essere responsabili fino al 15% dei casi di balbuzie negli Stati Uniti e in altre parti del mondo.

Gli studi sul locus del cromosoma 15 nella famiglia camerunese hanno identificato mutazioni nel gene AP4E1, che codifica parte di un complesso coinvolto nel traffico di componenti all’interno delle cellule. Ulteriori studi hanno dimostrato che il prodotto del gene NAGPA interagisce con il complesso AP4 e quindi tutti i geni della balbuzie identificati finora rivelano deficit nel meccanismo che le cellule utilizzano per spostare i componenti nella loro giusta posizione all’interno della cellula.

 Le mutazioni in AP4E1 sembrano essere responsabili fino al 5% dei casi di balbuzie nelle popolazioni mondiali.

Abbiamo eseguito esperimenti attraverso topi portatori di mutazioni che causano la balbuzie negli esseri umani. Come gli esseri umani portatori di queste mutazioni, questi topi sono normali in tutti gli aspetti finora misurati, tranne che per le sottili differenze nelle loro vocalizzazioni ultrasoniche. Abbiamo usato queste linee di topi per cercare di identificare le cellule del cervello che mediano questa vocalizzazione anomala.

I nostri studi si sono concentrati anche sulla percezione del gusto e sull’uso del tabacco, in particolare di quello aromatizzato. Abbiamo studiato le varianti nei geni che codificano i componenti del macchinario umano per la percezione del gusto, compresi i geni che codificano i recettori del gusto, per valutare l’ipotesi che tali variazioni genetiche siano associate all’uso di tabacco mentolato o all’uso di tabacco in generale. L’uso di tabacco al mentolo mostra un’ampia divergenza tra i diversi gruppi etnici negli Stati Uniti e abbiamo cercato di determinare se le forti differenze etniche potessero essere spiegate da differenze geneticamente codificate nella percezione del gusto.

Ultimo aggiornamento: 6 settembre 2019.

Sforzarsi per un trattamento migliore
Il Dott. Drayna, che da allora si è ritirato dal NIH e continua a servire come scienziato emerito, spera che un giorno i ricercatori capiranno abbastanza su ciò che sta accadendo a livello cellulare e molecolare in modo da poter sviluppare una migliore terapia per la balbuzie.
Nel frattempo, incoraggia coloro che balbettano a cercare un logopedista per chiedere aiuto.
"La balbuzie può essere una condizione difficile da trattare, ma molti logopedisti sono altamente qualificati e hanno molti strumenti". Il Dott. Drayna consiglia di cercare un logopedista  specializzato in balbuzie.

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