Topi balbuzienti

Riprodotto per la prima volta nel topo da laboratorio il difetto genetico che nell’essere umano è responsabile di molti casi di balbuzie. I topi ingegnerizzati mostrano una disorganizzazione nell’emissione di suoni confrontabile con quella presente negli umani balbuzienti.

Balbu

Nel mondo milioni di persone sono affette da problemi di balbuzie, questo disturbo viene normalmente curato con approcci di tipo psicologico oppure con la logopedia. Ma da vari anni si stanno accumulando le prove che, in alcuni casi, il disturbo è correlato a un gruppo di mutazioni genetiche. Inoltre, varie ricerche hanno dimostrato che, in alcuni individui sordomuti, la presenza di una delle mutazioni caratteristiche della balbuzie porta a una peculiare incapacità di esprimersi chiaramente tramite il linguaggio dei segni; indizio che porta a pensare che nei balbuzienti il problema sia a un livello più fondamentale rispetto al semplice controllo nervoso dell’apparato fonatorio.

La caratteristica fisiologica che accomuna le mutazioni implicate nei disordini del linguaggio è il fatto che i geni mutati sono tutti implicati nell’indirizzare verso i lisosomi gli enzimi appena sintetizzati. Una volta entrati in questo organello, gli enzimi in questione collaborano al suo ruolo di “pattumiera cellulare” degradando vari tipi di molecole inutili, o addirittura dannose, per la cellula.

Non è ancora chiaro se e quale altra parte delle cellule gli enzimi lisosomiali raggiungano a seguito del malfunzionamento del sistema di trasporto; ma, visti i danni che queste proteine potrebbero potenzialmente causare agendo al di fuori dei lisosomi, i ricercatori si attendevano che nei portatori delle mutazioni la balbuzie fosse accompagnata da tutta una serie di altri sintomi, fisici e mentali. Invece i soggetti mutati, oltre che fisicamente sani, mostrano in media un’intelligenza normale e non hanno deficit cognitivi al di fuori del linguaggio.

Capire come funzioni di preciso il sistema di trasporto mutato degli enzimi è quindi il prossimo passo nella ricerca su queste mutazioni e l’idea più ovvia, visti i limiti della sperimentazione sugli umani, è quella di utilizzare come soggetto di studio animali transgenici che riproducono la mutazione umana. Per essere considerati un buon soggetto di studio, però, un animale mutato dovrebbe riprodurre la patologia umana indotta dalla mutazione, col non indifferente problema, nel caso in questione, che gli animali non parlano e quindi non possono essere balbuzienti.

Terra D. Barnes e colleghi, dell’Università di St. Louis e del National Institutes of Health, hanno pubblicato sulla rivista Current Biology una ricerca nella quale hanno tentato di scavalcare il problema con una strategia in due fasi: Nella prima fase hanno creato dei topi transgenici eterozigoti (con una sola copia del gene mutato) per una delle mutazioni umane legate alla balbuzie. In seguito gli animali sono stati fatti accoppiare producendo nidiate contenenti sia piccoli con entrambi i geni non mutati, piccoli eterozigoti e piccoli con ambo i loro geni mutati. In seguito i ricercatori hanno confrontato i tipi di vocalizzazione emessi dai piccoli di una stessa nidiata in relazione ai loro geni. Per evitare le difficoltà interpretative dovute alla mancanza di linguaggio, le caratteristiche dei vocalizzi misurate sono state parametri fisici molto basilari come il tempo necessario a iniziare il vocalizzo dopo una pausa, il numero di vocalizzi e pause in un dato tempo, la ripetizione dello stesso suono nel corso di uno o più vocalizzi.

Come i ricercatori si attendevano i topi omozigoti (con entrambi i geni mutati) per la mutazione tipica della balbuzie umana emettevano un minor numero di versi per unità di tempo, con pause più lunghe e una maggiore difficoltà a ricominciare a vocalizzare. Inoltre i mutanti erano in grado di emettere la stessa varietà di suoni dei fratelli con la versione normale del gene, ma i singoli vocalizzi dei mutanti erano più ripetitivi e stereotipati di quelli degli altri membri della nidiata.

Nella seconda fase, gli autori hanno esaminato il modo di parlare di persone balbuzienti confrontandolo con quello di persone non affette da questo disturbo. Le misurazioni sono state effettuate in automatico, tramite gli stessi criteri elaborati in precedenza per i topi e senza tenere in alcun modo conto della lingua parlata dai soggetti che poteva anche essere sconosciuta ai ricercatori. Questo espediente ha fatto in modo che le analisi non potessero essere condizionate dalla complessità del linguaggio umano, infinitamente più grande di quella presente nei vocalizzi murini. L’analisi dei dati ha evidenziato caratteristiche simili tra il parlato degli umani affetti da disturbi del linguaggio e i versi degli animali mutanti, comprendenti un minor numero di vocalizzazioni per unità di tempo, pause prolungate e la ripetizione di suoni nel corso di un vocalizzo. L’unica differenza tra umani e topi risiede nel fatto che, mentre negli umani un solo gene mutato (eterozigosi) può produrre balbuzie, i topi eterozigoti per la mutazione umana presentano una capacità di vocalizzare pressoché normale in rapporto ai fratelli di nidiata con due geni normali. I vocalizzi dei topi sono tuttavia già di per sé ricchi di ripetizioni e tratti stereotipati, quindi le differenze tra topi eterozigoti e non mutanti potrebbero essere troppo piccole per risaltare.

In una serie di test successivi, destinati a completare la caratterizzazione dei topi transgenici, i ricercatori hanno cercato differenze significative, al di fuori dell’emissione di suoni, tra i topi mutanti e quelli con geni normali, soprattutto in campi cognitivo. I topi manipolati geneticamente sono risultati in salute e dotati di intelligenza e memoria del tutto simili a quelle dei loro fratelli non manipolati. Salvo alcune minime differenze nell’attività motoria e nella reazione ad alcuni odori, l’unica caratteristica prodotta nei topi da mutazioni ai geni che negli esseri umani portano alla balbuzie è, come sperato dagli autori della ricerca, una variazione nella modalità di emissione dei suoni

I topi mutanti quindi, oltre ai tratti genetici, presentano anche caratteristiche osservabili del tutti comparabili con quelle degli esseri umani affetti da problemi di parola e potranno in futuro essere un importante mezzo di studio delle alterazioni cellulari che conducono a questo genere di disturbi. [DP]

BIBLIOGRAFIA

Barnes et al.

A Mutation Associated with Stuttering Alters Mouse Pup Ultrasonic Vocalizations

Current Biology (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.02.068