Quando Tommy, il figlio di Erin Lopes, aveva 15 mesi, si allarmò quando lui smise di dire "sì" e "no" e trattenne lo sguardo. Non sarebbe stato fino a quando aveva tre anni che a Tommy fu finalmente diagnosticato l'autismo.
Tommy aveva due cugini di primo grado nello spettro autistico, quindi Lopes sospettava che fosse presente nelle famiglie. Così fu sollevata quando sua figlia Evee Bak, che era nata 17 mesi dopo Tommy, stava parlando a frase intera per il suo secondo compleanno. Sembrava che il bambino non fosse nello spettro dell'autismo, ciò che i sostenitori dell'autismo oggi chiamano "neurotipico".
I bambini di Erin esemplificano una domanda che ha sconcertato gli scienziati per decenni: dato che l'autismo, un disturbo dello sviluppo che compromette la capacità di una persona di comunicare e interagire, è ereditato nella maggior parte dei casi, perché le ragazze lo ottengono a tassi molto più bassi rispetto ai ragazzi? Secondo uno studio del 2011 condotto da un team internazionale di psichiatri e pediatri, quasi un quarto dei fratelli di bambini autistici era probabilmente nello spettro, ma il tasso è sceso al 9% per le sorelle.
Gli scienziati si sono concentrati storicamente sullo studio di un "quartetto" di due genitori biologici e due bambini autistici. Tuttavia ricerche più recenti richiedono di conoscere meglio i fratelli non affetti, in particolare le ragazze. E in un'epoca in cui i ricercatori possono mappare il genoma umano in massa - e hanno identificato 100 regioni genetiche ritenute legate all'autismo - sono necessari molti dati sul DNA provenienti da fratelli autistici e neurotipici.
"Vogliamo sapere: 'C'è un motivo per cui non hanno una diagnosi?'” Afferma Alycia Halladay, direttore scientifico dell'Autism Science Foundation, che finanzia il progetto Autism Sisters presso il Mount Sinai Hospital di New York City, il Università della California a San Francisco e Broad Institute a Cambridge, Mass. Finora, gli investigatori hanno raccolto campioni genetici da oltre 5.000 famiglie.
La parte sconcertante, dice, è che alcune sorelle portano le stesse mutazioni genetiche dei loro fratelli ma non sviluppano i sintomi associati all'autismo, come comportamenti ripetitivi e sfide comunicative. "Dobbiamo prima capire qual è il fattore protettivo", afferma Halladay. "Quindi potremmo usare queste informazioni per sviluppare una terapia per ragazzi e ragazze."
Per Lopes, l'idea di contribuire alla ricerca sull'autismo per comprendere le sue basi genetiche come una famiglia aveva un senso. Dopo la diagnosi di Tommy nel 2003, era stata frustrata dalla ricerca che aveva suggerito terapie come provare diete prive di glutine e caseina o evitare coloranti alimentari, ma offriva poche altre intuizioni biologiche. "Volevo capire che cosa stava esattamente ostacolando lo sviluppo di Tommy. Ma gli scienziati non sono stati in grado di spiegare la patologia dell'autismo", afferma Lopes, un'infermiera praticante a Filadelfia. Non sono stati in grado di spiegare cosa abbia portato un bambino ad avere scarso interesse per l'impegno sociale e impiega più tempo per imparare a parlare mentre l'altro figlio progredisce al ritmo previsto.
Le piaceva anche includere Evee. "I fratelli sono così importanti l'uno per l'altro e ora hanno un modo di aiutare", dice Lopes, che con suo marito ha fondato un torneo di calcio di beneficenza otto anni fa con la Fondazione Autism Science. "Se c'era qualcosa che potevamo imparare sulla sua composizione genetica che potesse aiutare suo fratello, per noi era significativo."
Così, tre anni fa, la famiglia di quattro persone ha fatto un viaggio sul monte. Sinai a New York City. Ognuno sputava in un tubo di raccolta e consegnava il proprio DNA alla scienza. "Era qualcosa che non era mai successo prima", dice Evee, ora 17. "Mi sentivo importante essere lì perché si trattava solo di sorelle".
Una nuova "borsa dei trucchi" genetica
Craccare il codice genetico dell'autismo non è mai stato più urgente. Ad aprile, il Centers for Disease Control ha annunciato di aver aumentato la sua stima dei bambini con autismo del 15 percento - fino a 1 su 59 da 1 a 68 di alcuni anni fa. Le cifre aggiornate riflettono in parte l'aumento delle diagnosi di bambini neri e ispanici che erano stati sottorappresentati in precedenti rapporti.
Allo stesso tempo, i ricercatori stanno scoprendo che l'autismo potrebbe essere più complesso di quanto avessero mai immaginato. “Non c'è un autismo. Stiamo imparando che ci sono molti autismi ”, afferma Dean Hartley, direttore senior della scoperta genomica e della scienza traslazionale presso l'organizzazione di difesa no profit Autism Speaks. Alcuni ricercatori stanno ora vedendo l'autismo come una serie di disturbi che agiscono su molteplici percorsi biochimici nel cervello. Questo per non parlare del crescente interesse per il ruolo dell'ambiente nell'accendere determinati geni, un campo in rapida crescita noto come epigenetica. "La prossima domanda sarà come sviluppare medicinali personalizzati per tutte le diverse forme", afferma Hartley.
Alimentare queste scoperte è un maggiore accesso al sequenziamento dell'intero genoma, che consente ai ricercatori di sgretolare tutti i 3 milioni di coppie di basi di DNA di una persona e vedere rare mutazioni. Da quando il primo genoma umano è stato sequenziato nel 2003, la tecnologia è diminuita drasticamente di prezzo. Autism Speaks gestisce un database disponibile al pubblico contenente oltre 7.200 genomi mappati di persone con autismo e loro familiari. La Simons Foundation ha anche raccolto campioni genetici da 2.600 famiglie con un bambino con autismo e genitori e fratelli non affetti. I database aiutano i ricercatori a rintracciare l'eredità dei geni dell'autismo, oltre a identificare quelle che sono conosciute come mutazioni "de novo" che compaiono da sole senza collegamenti genetici chiari e rappresentano meno di un quinto dei casi.
Il vantaggio di guardare i fratelli è che condividono il 50 percento dei geni del bambino autistico, spiega Stephen Scherer, direttore del Center for Applied Genomics presso l'Ospedale per bambini malati a Toronto. Il suo gruppo ha sequenziato oltre 4.000 famiglie, tra cui una con sei bambini nello spettro. "Se il fratello non affetto ha la stessa mutazione ma non ha autismo, suggerisce che la mutazione non è coinvolta nell'autismo della famiglia", dice. Oppure i ricercatori devono capire la complessa interazione di forze che potrebbero attivare determinati geni, siano essi dieta, eventi nell'utero o, come nel caso di sorelle non affette, ormoni femminili. "Vediamo la genetica come una borsa di trucchi per comprendere i nuovi percorsi", afferma. "Questi piccoli indizi che spesso provengono dai fratelli sono ciò che spingerà la nostra ricerca in avanti."
I segreti dell'intestino
Uno scienziato di dati di Stanford pensa che i fratelli neurotipici aiuteranno a risolvere un altro mistero: perché i loro fratelli e sorelle con autismo hanno una flora intestinale diversa? "Abbiamo appreso che il 90% dei bambini con autismo ha alcuni problemi legati all'intestino come la malattia infiammatoria intestinale", afferma Dennis Wall, professore associato di pediatria, psichiatria e scienze dei dati biomedici presso la Stanford Medical School. Sospettava che ci fosse una specie di ceppo batterico unico nei microbiomi di questi bambini, una tesi che era supportata dal recente lavoro di un team dell'Arizona State University che aveva migliorato i sintomi gastrointestinali di 18 pazienti con autismo che avevano ricevuto trapianti fecali sani.
Dato che il microbioma può essere influenzato da qualsiasi cosa, da stress, dieta, sonno ed esercizio fisico, ha predetto che i fratelli sarebbero paragoni perfetti e spiegherà se l'intestino potrebbe essere una causa di autismo.
"I fratelli non affetti, in particolare quelli vicini all'età del bambino affetto, rappresentano un controllo ideale dell'ambiente familiare", afferma Wall. “Questi ragazzi vivono nella stessa casa. Respirano la stessa aria e generalmente mangiano lo stesso cibo, soprattutto se sono americani. Mangeranno un sacco di maccheroni e formaggio, pasta semplice e crocchette di pollo. ”Dato che i bambini con autismo tendono a essere notoriamente i palati più esigenti, dice anche che vale la pena esplorare se un determinato agente microbiologico porta a un'alimentazione limitata e altera il loro microbioma all'inizio.
Dopo aver terminato un piccolo studio pilota che ha rivelato differenze significative nella flora intestinale dei fratelli con e senza autismo, Wall ha trovato un partner aziendale in Second Genome, una società biotech della Bay Area che ha ricevuto una sovvenzione di $ 2, 1 milioni dal National Institutes of Health, per correre uno studio più ampio. I ricercatori hanno recentemente reclutato 150 famiglie con almeno un bambino con autismo e uno senza il quale i bambini avevano meno di otto anni e meno di due anni di distanza e hanno raccolto tre campioni di feci in tre settimane. (Le diete speciali sono state controllate per.) Dopo aver sequenziato i campioni, gli investigatori sperano di identificare particolari ceppi e capire come influenzano il comportamento del cervello. "Ciò ci consentirebbe di comprendere meglio quali microbi terapeutici potrebbero migliorare i loro sintomi gastrointestinali e comportamentali", afferma Karim Dabbagh, direttore scientifico del Secondo genoma. "Allora potremmo tradurlo in una droga."
La famiglia Bak e Lopes: Tim Bak, Erin Lopes, Evee Bak e Tommy Bak. (Per gentile concessione di Evee Bak) Evee e Tommy Bak, che ora ha 18 anni, suonano insieme in una band chiamata "Bak Pak" - lei alla batteria e lui alla chitarra e al piano. “Mi piace la relazione che i fratelli hanno insieme. È unico. Siamo davvero buoni amici. Guardiamo la TV insieme ogni mattina ", afferma. "Farei qualsiasi cosa per migliorare la vita di Tommy o altri ragazzi dello spettro."
Tommy, che ha appena iniziato il suo primo anno al Delaware County College in Media, Penn, afferma di sentirsi speciale quando la sua famiglia si è recata a New York per donare il loro materiale genetico. "Era solo per me", dice, aggiungendo che sperava che la ricerca avrebbe portato a servizi migliori per migliorare la comunicazione e le capacità di vita indipendente per i suoi coetanei con autismo. "Possiamo finalmente capire perché reagiscono a determinate situazioni e come aiutarle", afferma. “Significherebbe che potremmo avere posti nostri e non dover vivere con le nostre famiglie. Mi piacerebbe avere una famiglia e dei bambini un giorno. Mi piacerebbe avere le stesse cose di tutti gli altri. "
