Un team interdisciplinare di ricercatori del College of Medicine della Medical University of South Carolina (MUSC) ha scoperto la perdita dell’udito in un modello preclinico di disturbo dello spettro autistico (ASD). Più specificamente, i ricercatori hanno dichiarato di aver osservato una lieve perdita dell’udito e difetti nella funzione del nervo uditivo.
Un esame più attento del tessuto nervoso ha rivelato cellule di supporto anormali chiamate glia, degenerazione e infiammazione simili all’invecchiamento. I risultati di questo studio evidenziano l’importanza di considerare gli organi sensoriali e le loro interazioni con il cervello nella comprensione dell’ASD.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Journal of Neuroscience.
Perdita dell’udito e ASD: ecco cosa ha rivelato la ricerca
Molti pazienti con ASD mostrano una maggiore sensibilità al suono. Mentre molti scienziati in passato hanno cercato nel cervello una causa sottostante, il team del MUSC ha adottato un approccio diverso studiando il sistema uditivo periferico.
“La compromissione dell’udito può avere un impatto sul sistema uditivo di livello superiore e, infine, sulla funzione cognitiva“, ha affermato Hainan Lang, MD, Ph.D., professore presso il Dipartimento di Patologia e Medicina di Laboratorio presso il MUSC e uno dei due autori senior dello studio. Jeffrey Rumschlag, Ph.D., ricercatore post-dottorato nel MUSC Hearing Research Program, è uno dei primi autori del manoscritto.
Precedenti studi sulla perdita dell’udito legata all’invecchiamento hanno mostrato che il cervello può aumentare la sua risposta per compensare la riduzione dei segnali uditivi dall’orecchio interno. Lang voleva scoprire se questo aumento, chiamato guadagno centrale, potesse contribuire a una risposta anormale del cervello al suono nell’ASD. Tuttavia, un ostacolo significativo si trovava sul suo cammino.
“Non avevamo un modello clinicamente rilevante per testare direttamente questa importante domanda fondamentale“, ha affermato Lang. Il modello preclinico che avrebbe permesso a Lang di testare la sua ipotesi è stato sviluppato nel laboratorio di Christopher Cowan, Ph.D., presidente di Neuroscienze al MUSC.
I topi in questo modello hanno solo una copia funzionante di un gene chiamato MEF2C. Il gruppo di Cowan aveva studiato MEF2C in passato per il suo ruolo nello sviluppo del cervello e ha scoperto che era importante per regolare la formazione dei circuiti nel cervello. Sono diventati particolarmente interessati alla creazione di un modello preclinico quando un gruppo di pazienti con sintomi simili all’ASD è stato identificato con mutazioni MEF2C. I modelli di Cowan mostrano anche comportamenti simili all’ASD, tra cui aumento dell’attività, comportamento ripetitivo e deficit di comunicazione.
La collaborazione di Lang e Cowan è iniziata quando hanno presentato poster fianco a fianco a un orientamento per il College of Graduate Studies del MUSC. Il laboratorio di Lang aveva identificato regolatori molecolari, tra cui MEF2C, cruciali per lo sviluppo dell’orecchio interno, e ha visto il modello di Cowan come qualcosa che poteva usare per testare la sua ipotesi sulla perdita dell’udito nelle malattie del neurosviluppo. Cowan ha acconsentito con entusiasmo e il gruppo di ricerca ha iniziato a valutare la capacità di sentire dei topi con deficienza di MEF2C.
In primo luogo hanno misurato la risposta del cervello ai segnali uditivi, utilizzando una versione modificata di un test comunemente utilizzato per lo screening dei neonati per la perdita dell’udito. Una lieve perdita dell’udito è stata osservata nei topi con una sola copia funzionante di MEF2C mentre l’udito è rimasto normale in quelli con due copie funzionanti. Per indagare ulteriormente su questa perdita, i ricercatori hanno misurato l’attività del nervo uditivo, che trasporta i segnali dall’orecchio interno al cervello. Hanno trovato un’attività ridotta in questo nervo nei topi con una sola copia di MEF2C.
Con gli occhi puntati sul nervo uditivo, i ricercatori hanno utilizzato microscopi avanzati e tecniche di colorazione per determinare cosa non andava. Sebbene la perdita complessiva della sensibilità dell’udito fosse lieve, i ricercatori erano entusiasti di vedere una grande differenza nella risposta del nervo uditivo.
I nervi dei topi con una singola copia di MEF2C hanno mostrato una degenerazione cellulare molto simile a quella osservata nella perdita dell’udito legata all’età. I ricercatori hanno anche visto segni di aumento dell’infiammazione, con vasi sanguigni interrotti e cellule immunitarie attivate chiamate glia e macrofagi. Questa scoperta è stata particolarmente sorprendente per i ricercatori.
“Le cellule gliali non sono state il mio primo pensiero, ho pensato che fosse un cambiamento neuronale“, ha detto Lang. “Ora capiamo che l’attività del nervo uditivo può coinvolgere anche il sistema immunitario, e questa è la bellissima nuova direzione che vogliamo continuare a studiare“.
Cowan ritiene inoltre che la scoperta apra la strada a una nuova area di ricerca sulle neuroscienze.
“Apprezziamo di più ora che c’è un’importante interazione tra il sistema immunitario nel tuo corpo e il sistema immunitario nel tuo cervello“, ha detto. “I due sistemi svolgono un ruolo fondamentale nel modellare il modo in cui le cellule del sistema nervoso comunicano tra loro, in parte, potando le connessioni in eccesso o inappropriate che si sono formate, e questo è un aspetto essenziale dello sviluppo e della funzione del cervello sano“.
I risultati di questo studio potrebbero essere importanti non solo per i pazienti con deficit di MEF2C, ma anche per le persone con ASD o ipoacusia nel loro complesso: “Capire come questo gene possa partecipare allo sviluppo dell’orecchio e come lo sviluppo dell’orecchio interno stia influenzando lo sviluppo del cervello ha un’enorme applicabilità“, ha detto Cowan.
Lang e Cowan sottolineano entrambi l’importanza della collaborazione tra le discipline per consentire studi come questo.
“Il potere della collaborazione è enorme per un posto come MUSC”, ha detto Cowan. “Questa collaborazione, per noi, è stata l’ideale perché il Dr. Lang è un esperto nella funzione e nello sviluppo dell’udito , mentre io sono più la persona di genetica e sviluppo molecolare. Questo tipo di collaborazioni sono ideali, ed è precisamente ciò che MUSC sta incoraggiando molto pensare a fare sempre di più“.
“In altre parole, ognuno di noi suona strumenti diversi così, insieme, possiamo creare un’armonia migliore“, ha detto Lang.
Altri collaboratori del MUSC includevano Jeremy Barth, Ph.D., del Dipartimento di Medicina Rigenerativa e Biologia Cellulare; Kelly Harris, Ph.D., e Carolyn McClaskey, Ph.D., del Dipartimento di Otorinolaringoiatria e Chirurgia Testa e Collo; e Martin Romeo, Ph.D., e Silvia Vaena, Ph.D., del MUSC Hollings Cancer Center.
L’infiammazione in una regione del cervello che elabora il suono media il ronzio nelle orecchie nei topi che hanno una perdita dell’udito indotta dal rumore, secondo uno studio pubblicato il 18 giugno sulla rivista ad accesso aperto PLOS Biology di Shaowen Bao dell’Università dell’Arizona, e colleghi.
La perdita dell’udito è una condizione diffusa che colpisce circa 500 milioni di persone ed è un importante fattore di rischio per l’acufene, la percezione di rumore o ronzio nelle orecchie. Studi recenti indicano che la perdita dell’udito causa l’infiammazione, la risposta del sistema immunitario a lesioni e infezioni, nel percorso uditivo. Ma il suo contributo alle condizioni legate alla perdita dell’udito come l’acufene è ancora poco conosciuto.
Per colmare questa lacuna nella conoscenza, Bao e i suoi colleghi hanno esaminato la neuroinfiammazione – infiammazione che colpisce il sistema nervoso – nella corteccia uditiva del cervello a seguito della perdita dell’udito indotta dal rumore e il suo ruolo nell’acufene, nei modelli di roditori.
I risultati indicano che la perdita dell’udito indotta dal rumore è associata a livelli elevati di molecole chiamate citochine proinfiammatorie e all’attivazione di cellule non neuronali chiamate microglia, due caratteristiche distintive delle risposte neuroinfiammatorie, nella corteccia uditiva primaria. Esperimenti su topi che subiscono una perdita dell’udito indotta dal rumore hanno mostrato che una molecola di segnalazione cellulare chiamata fattore di necrosi tumorale alfa(TNF-α) media la neuroinfiammazione, l’acufene e lo squilibrio sinaptico, un modello alterato di segnalazione tra i neuroni.
Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che il blocco farmacologico del TNF-α o l’esaurimento della microglia previene l’acufene nei topi con perdita dell’udito indotta dal rumore. Secondo gli autori, i risultati suggeriscono che la neuroinfiammazione può essere un obiettivo terapeutico per il trattamento dell’acufene e di altri disturbi correlati alla perdita dell’udito .
Per quanto riguarda l’Italia, secondo il Ministero della Salute: “Hearing For Life”, l’udito per la vita. È questo il messaggio che l’Organizzazione Mondiale della Sanità lancia in occasione del World Hearing Day, che si celebra ogni anno in tutto il mondo il 3 marzo per richiamare i governi mondiali sull’importanza dell’udito.
Il tema proposto dall’OMS evidenzia che interventi tempestivi ed efficaci possono garantire alle persone con disturbi uditivi di raggiungere il loro pieno potenziale. In particolare sottolineando come in tutte le fasi della vita, la comunicazione e la buona salute dell’udito permettono le relazioni, tra le persone, tra le comunità e nel mondo.
A sostegno dell’iniziativa Nonno Ascoltami! – Udito Italia Onlus celebra l’evento al Ministero della Salute con la V Giornata dell’Udito, importante momento di studio e confronto che per due giorni, il 27 e 28 febbraio, vedrà riuniti a Roma i maggiori esperti del settore medico, scientifico, tecnologico, dell’informazione e delle istituzioni per parlare di politiche sanitarie e di prevenzione dei disturbi uditivi.
Il 27 febbraio è previsto un meeting degli esperti con tavoli di lavoro tematici, i cui risultati saranno discussi il giorno seguente nel corso del convegno.
Il 28 febbraio la V Giornata dell’Udito, dedicata al tema del World Hearing Day 2020: “Hearing For Life: don’t let hearing loss limit you”, sarà moderata dal giornalista del TG5 Salute, Luciano Onder.
I dati dell’OMS
Secondo gli esperti, oltre il 5% della popolazione mondiale, circa 466 milioni di persone, ha una riduzione dell’udito che incide sulla qualità della vita e si stima che entro il 2050 oltre 900 milioni di persone (ovvero 1 su 10) avrà una perdita uditiva disabilitante. La metà di tutti i casi di ipoacusia può però essere prevenuta, attraverso misure di sanità pubblica.
L’ipoacusia in Italia
In Italia sono 7 milioni le persone con problemi di udito, corrispondenti all’11,7% della popolazione. Nel nostro Paese l’ipoacusia riguarda una persona su tre (tra gli over 65). Solo il 31% della popolazione ha effettuato un controllo dell’udito negli ultimi 5 anni, mentre il 54% non l’ha mai fatto. Solo il 25% di coloro che potrebbero averne beneficio usa l’apparecchio acustico, nonostante l’87% di chi ne fa uso, dichiari migliorata la propria qualità di vita. (Fonte: Oms – Eurotrack – Censis).
