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numero 66 - aprile 2019

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Testare l’effetto di endofenotipi nella dislessia evolutiva

Testare l’effetto di endofenotipi nella dislessia evolutiva

La Dislessia Evolutiva (DE) è un disturbo del neurosviluppo caratterizzato da difficoltà di lettura a dispetto di un adeguato livello intellettivo e uno sviluppo neurologico e sensoriale tipico.
In seguito alle prime osservazioni del carattere familiare della DE, gli studi di genetica quantitativa hanno riportato valori sostanziali di ereditabilità (Fisher e DeFries, 2002). A partire dagli anni ’80, nove loci genici collocati su otto diversi cromosomi (es. 1p36-p34, 2p16-p15, 3p12-q13, 6p22 e 6q13-16.2, 11p15.5, 15q21.3, 18p11.2 e Xq27.3) sono stati identificati e diversi geni sono stati associati alle difficoltà connesse alla DE (es. DYX1C1, DCDC2, KIAA0319, C2ORF3, MRPL19, ROBO1, FAM176A, NRSN1, KIAA0319L and FMR1; per una revisione recente, Mascheretti et al., 2017). Recenti studi hanno dimostrato come tali geni abbiano un ruolo importante nei processi di migrazione neurale, crescita assonale, sviluppo corticale e struttura/funzionamento delle ciglia cellulari (Mascheretti et al., 2017). Nonostante gli studi sopra descritti, rimane ancora poco chiara la modalità attraverso cui questi geni influenzino lo sviluppo delle (dis)abilità di lettura.  
L’utilizzo di endofenotipi (EF) o di fenotipi intermedi (FI) rappresenta una metodologia utile per comprendere il pathway che porta dai geni al comportamento osservabile (gene à comportamento). Gli EF/FI possono essere descritti come misure neurofisiologiche, cognitive o sensoriali più semplici del comportamento osservato, che potrebbero svolgere un importante ruolo mediatore nel pathway gene à comportamento. Affinché un EF possa essere considerato tale, deve essere: (1) ereditabile, (2) associato al disturbo, (3) indipendente dalla fase del disturbo (es. fase acuta, remissione o cronica), (4) compromesso anche nei familiari non affetti, e (5) riproducibile (Glahn et al., 2014; Gottesman & Gould, 2003).
Testare gli EF come mediatori nella relazione gene à comportamento potrebbe essere un modo per meglio comprendere i pathways eziopatogenetici sottostanti la DE (Munafò, 2006).
La capacità di denominazione rapida, di processamento uditivo rapido, l’attenzione multisensoriale non-spaziale e il processamento visivo del movimento possono essere considerati predittori affidabili delle successive abilità di lettura. Recenti studi hanno inoltre dimostrato come queste funzioni cognitive e sensoriali siano degli EF solidi e affidabili per la DE (Mascheretti et al., 2018).
Alla luce di queste evidenze, l’obiettivo del presente lavoro è testare l’effetto mediatore esercitato da queste funzioni cognitive e sensoriali nel pathway gene à comportamento attraverso un’analisi di mediazione condotta su un campione di 229 offspring appartenenti a 100 famiglie con DE e 83 normo-lettori (NL). In particolare, utilizzando un modello di equazioni strutturali, si è testato simultaneamente l’effetto diretto e indiretto esercitato da 20 varianti genetiche collocate sui geni DYX1C1, DCDC2, KIAA0319, ROBO1 e GRIN2B sulle abilità di lettura, considerando il possibile ruolo mediatore esercitato dalla capacità di denominazione rapida, di processamento uditivo rapido, dall’attenzione multisensoriale non-spaziale e dal processamento visivo del movimento.
I risultati riportano la presenza dei seguenti effetti indiretti:

  • DYX1C1  à Processamento Uditivo Rapido à deficit di lettura
  • ROBO1 à Processamento Visivo del Movimento à deficit di lettura

Questi risultati suggeriscono che i geni DYX1C1 e ROBO1 predicono, rispettivamente, performance peggiori in task uditivi e visivi, che a loro volta predicono deficit nell’abilità di lettura, spiegandone circa il 40% della varianza osservata.
In accordo con quanto teorizzato dalla teoria magnocellulare della DE (per una recente revisione, Stein, 2018), i deficit di lettura potrebbero essere causati da un deficit multisensoriale nell’elaborazione di stimoli dinamici e transitori (Gori et al., 2016; Stein e Talcott, 1999). Un errato processamento temporale di stimoli uditivi e visivi porterebbe infatti ad una errata rappresentazione di lettere e suoni impedendo così una corretta acquisizione delle abilità di lettura. Inoltre, questi risultati sono coerenti con recenti studi condotti su animali che mostrano come i geni DYX1C1 e ROBO1 siano associati a deficit neurocgnitivi associati alla dislessia (Szalkowski  et al., 2013; Andrews, 2006).
In conclusione, il presente studio dimostra la presenza di varianti genetiche associate al processamento temporale multisensoriale nella DE. In particolare, i nostri risultati mostrano la presenza di effetti indiretti esercitati dai geni DYX1C1 e ROBO1 sulle (dis)abilità di lettura attraverso il loro effetto sul processamento uditivo rapido e visivo del movimento.

Bibliografia 

  • Andrews, W. (2006) Robo1 regulates the development of major axon tracts and interneuron migration in the forebrain. Development. 133, 2243-2252.
  • Fisher, S.E. & DeFries, J.C. (2002) Developmental dyslexia: genetic dissection of a complex cognitive trait. Nat Rev Neurosci 3, 767-780.
  • Glahn, D.C., Knowles, E.E.M., McKay, D.R., Sprooten, E., Raventós, H., Blangero, J., Gottesman, I.I., Almasy, L. (2014) Arguments for the sake of endophenotypes: Examining common misconceptions about the use of endophenotypes in psychiatric genetics. American Journal of Medical Genetics Part B: Neuropsychiatric Genetics. 165, 122–130.
  • Gori, S., Seitz, A.R., Ronconi, L., Franceschini, S., Facoetti, A. (2016) Multiple Causal Links Between Magnocellular–Dorsal Pathway Deficit and Developmental Dyslexia. Cerebral Cortex. 26, 4356–4369.
  • Gottesman, I.I. & Gould, T.D. (2003) The endophenotype concept in psychiatry: etymology and strategic intentions. The American Journal of Psychiatry. 160, 636–645.
  • Mascheretti, S., De Luca, A., Trezzi, V., Peruzzo, D., Nordio, A., Marino, C., Arrigoni, F. (2017) Neurogenetics of developmental dyslexia: from genes to behavior through brain neuroimaging and cognitive and sensorial mechanisms. Translational Psychiatry. 7, e987.
  • Mascheretti, S., Gori, S., Trezzi, V., Ruffino, M., Facoetti, A., Marino, C. (2018). Visual motion and rapid auditory processing are solid endophenotypes of developmental dyslexia. Genes, Brain and Behavior. 17, 70–81.
  • Munafò, MR. (2006). Candidate gene studies in the 21st century: meta-analysis, mediation, moderation. Genes, Brain, and Behavior. 5, 3–8.
  • Szalkowski, C.E., Booker, A.B, Truong, D.T., Threlkeld, S.W., Rosen, G.D., Fitch, R.H. (2013) Knockdown of the Candidate Dyslexia Susceptibility Gene Homolog Dyx1c1 in Rodents: Effects on Auditory Processing, Visual Attention, and Cortical and Thalamic Anatomy. Dev Neurosci. 35, 50-68.
  • Stein J. (2018) The current status of the magnocellular theory of developmental dyslexia. Neuropsychologia.
  • Stein, J. & Talcott, J. (1999) Impaired neuronal timing in developmental dyslexia—the magnocellular hypothesis. Dyslexia. 5, 59-77.