Attraverso il sequenziamento dell'intero genoma e l'impiego di algoritmi di intelligenza artificiale, i ricercatori hanno individuato nuove varianti associate ad autismo e disabilità intellettiva e identificato geni finora non collegati a queste condizioni
Per molte famiglie la diagnosi di autismo o di disabilità intellettiva rappresenta soltanto una parte della risposta. Resta infatti spesso irrisolta la domanda più difficile: “Qual è la causa della condizione di mio figlio?”. È da questa esigenza che nasce uno studio italiano pubblicato sulla rivista npj Genomic Medicine, che ha utilizzato le più avanzate tecnologie di sequenziamento genomico per ricostruire le basi genetiche dei disturbi del neurosviluppo. Il lavoro, realizzato dal Center for Clinical and Computational Genomics dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Aosta in collaborazione con l’Azienda Usl della Valle d’Aosta, ha consentito di fornire una spiegazione genetica a 29 famiglie che fino a oggi non avevano ricevuto alcuna risposta. Dietro questo risultato ci sono storie di quella che gli specialisti definiscono una vera e propria “odissea diagnostica”: bambini e ragazzi con una diagnosi clinica già definita, ma senza una causa biologica identificata. Per molte di queste famiglie conoscere l’origine genetica del disturbo significa poter comprendere meglio il rischio di ricorrenza, programmare il follow-up e orientare in modo più preciso i percorsi assistenziali.
Analizzati i genomi di 110 bambini e dei loro genitori
La ricerca si inserisce nell’ambito del progetto “5000genomi@VdA”, iniziativa che punta a caratterizzare il patrimonio genetico della popolazione valdostana. Gli scienziati hanno analizzato il genoma completo di 110 bambini e ragazzi con disturbi del neurosviluppo e dei loro genitori, coinvolgendo complessivamente quasi 300 persone. Il campione comprendeva 40 giovani con disturbo dello spettro autistico senza altre disabilità, 27 con disabilità intellettiva e 43 con entrambe le condizioni. I disturbi del neurosviluppo comprendono un ampio gruppo di condizioni che influenzano lo sviluppo del sistema nervoso centrale, tra cui autismo e disabilità intellettive. In Italia interessano circa l’1% dei bambini tra i 7 e i 9 anni e rappresentano una delle sfide più complesse della neuropsichiatria infantile, anche a causa dell’estrema variabilità con cui si manifestano da persona a persona.
Una banca dati da 26 milioni di varianti genetiche
L’analisi genomica ha generato una mole di dati senza precedenti. I ricercatori hanno infatti identificato circa 26 milioni di varianti genetiche, creando una banca dati che potrà essere utilizzata per future ricerche sui disturbi del neurosviluppo e sulla medicina personalizzata. Da questo enorme patrimonio informativo il gruppo di ricerca ha isolato le alterazioni più rilevanti dal punto di vista clinico, identificando 32 varianti considerate responsabili o fortemente sospette di contribuire allo sviluppo della malattia. Complessivamente è stato possibile raggiungere una diagnosi molecolare nel 26,4% dei casi analizzati.
Il contributo dell’intelligenza artificiale
Un ruolo decisivo è stato svolto dall’intelligenza artificiale. Gli studiosi hanno utilizzato Evo 2, un algoritmo in grado di analizzare e interpretare grandi quantità di dati genetici, aiutando a distinguere le varianti realmente significative da quelle prive di rilevanza clinica. Grazie a questi strumenti è stato possibile approfondire l’analisi di mutazioni rare e rivalutare alterazioni genetiche il cui significato era ancora incerto. Secondo gli autori, in futuro questo approccio potrebbe aumentare ulteriormente la capacità di fornire una diagnosi genetica ai pazienti che oggi restano senza una spiegazione.
Alla scoperta di nuovi geni coinvolti nello sviluppo del cervello
Uno degli aspetti più interessanti della ricerca riguarda l’identificazione di geni che finora non erano stati associati ai disturbi del neurosviluppo. Tra questi emerge il gene KALRN. In un paziente con autismo, difficoltà motorie e crisi epilettiche i ricercatori hanno individuato una mutazione che potrebbe avere un ruolo nello sviluppo della malattia. Questo gene è coinvolto nella formazione dei neuroni e delle connessioni cerebrali e potrebbe entrare a far parte dell’elenco dei geni associati all’autismo e ad altre condizioni neuroevolutive. Nel complesso lo studio ha individuato 14 geni candidati che meritano ulteriori approfondimenti e che potrebbero contribuire ad ampliare le conoscenze sui meccanismi biologici alla base di queste patologie.
Risposte che cambiano il percorso delle famiglie
“Questo lavoro è stato particolarmente significativo, poiché per un numero rilevante di famiglie abbiamo potuto giungere a una diagnosi genetica finora non disponibile”, ha spiegato Laure Obino, direttrice della Neuropsichiatria infantile dell’Ausl Valle d’Aosta. Secondo la specialista, conoscere la causa genetica di una condizione non significa soltanto dare un nome alla malattia, ma permette anche una valutazione più accurata del rischio genetico e, in alcuni casi, una migliore pianificazione dei percorsi terapeutici e di follow-up. Dello stesso avviso Stefano Gustincich, direttore del Center for Clinical and Computational Genomics dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Aosta, che sottolinea come la collaborazione tra ricerca e assistenza sanitaria abbia reso possibile integrare la genomica avanzata nella pratica clinica quotidiana, contribuendo allo sviluppo di una medicina sempre più personalizzata, predittiva e orientata ai bisogni delle persone. I risultati confermano il potenziale del sequenziamento dell’intero genoma come strumento diagnostico per patologie estremamente eterogenee come autismo e disabilità intellettiva. In diversi casi le varianti individuate sarebbero sfuggite agli esami genetici tradizionali, evidenziando il valore delle nuove tecnologie genomiche.
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