Polimorfismi a livello dei recettori della serotonina (5-HT)

Attraverso vari studi è emersa la relazione dell’impulsività con altri polimorfismi localizzati sui recettori della serotonina. Sono stati scoperti due polimorfismi nella regione del promotore del gene che codifica per il recettore 5-HT2A. Un polimorfismo, evidente in pazienti alcoldipendenti e molto impulsivi, è A-1498G presente a livello dell’allele A del gene che codifica per il recettore della serotonina 5-HT2A . L’ altro polimorfismo localizzato nello stesso gene è il T102C presente a livello dell’allele C (Pattij et al., 2008).

5.3 Polimorfismi coinvolti nello sviluppo dell’ADHD

L’ADHD è uno dei disordini più comuni presenti nel comportamento dell’infanzia. Risultati ottenuti da studi genetici molecolari suggeriscono che sia i fattori genetici che non genetici contribuiscono allo sviluppo dell’ADHD. In questa tesi analizzerò i fattori genetici che giocano un ruolo importante nello sviluppo dell’ADHD.

Molti geni studiati nell’ADHD sono la causa di questo disordine di carattere psichiatrico. L’associazione tra i fattori genetici e lo sviluppo dell’ADHD è stata evidenziata attraverso il “Transmission disequilibrium test” (TDT), che determina il genotipo a rischio di sviluppo del disordine.

L’ipotesi neurochimica dell’ADHD sottolinea un coinvolgimento del sistema dopaminergico; questa ipotesi dell’attività ipodopaminergica è basata largamente sulla risposta positiva ai farmaci stimolanti. Inoltre i geni coinvolti nel metabolismo della dopamina sembrano avere un ruolo nello sviluppo dell’ADHD. Studiando i parenti di bambini affetti da ADHD, i gemelli monozigoti e quelli dizigoti è stata notata una certa familiarità alla base del disturbo. Bambini affetti

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da ADHD sono caratterizzati da una forte impulsività, iperattività e una grande disattenzione.

E’ stato esaminato il DNA per determinare le regioni dei cromosomi che sono condivise nei membri delle famiglie di bambini con ADHD. Studi di linkage condotti su 126 Americani affetti da ADHD hanno evidenziato quattro regioni genomiche; 5p12, 10q26, 12q23, 16p13; con LOD (fattore di probabilità di sviluppo del disordine) maggiore di 1,5. Allargando l’esame di linkage anche ai famigliari di questi 126 americani, quindi considerando 203 pazienti, la regione genomica maggiormente espressa è 16p13 con un LOD pari a 4. Sono stati condotti altri esami di linkage su altri pazienti e le regioni genomiche evidenti sono: 8q12, 11q23, 4q13, 17p11, 12q23, 8p23. Da questi studi risulta difficile individuare le regioni genomiche maggiormente espresse nell’ADHD.

Studi di linkage sono stati sostituiti con altri studi in cui è possibile valutare i geni in base ad un fattore di probabilità OR e un fattore di rischio RR. Se OR e RR sono uguali a 1 allora non c’è nessuna associazione tra i geni studiati e l’ADHD, se OR e RR sono maggiori di 1 significa che l’allele aumenta il rischio di sviluppo dell’ADHD, se invece OR e RR sono minori di 1 significa che l’allele diminuisce il rischio di sviluppo dell’ADHD. I geni che aumentano il rischio di sviluppo dell’ADHD sono: DRD4, DRD5, DRD2, DAT, DBH, ADRA 2A, ADRA 2C, ADRA 1C, HT1B (V Kustanovich et al, 2004; Stephen V. Faraone et al 2005). Recettore della dopamina D4 (DRD4 ): la dopamina è un potente agonista del recettore D4, un recettore localizzato prevalentemente a livello della rete neuronale frontale-subcorticale e coinvolto nello sviluppo dell’ADHD. E’ stato individuato un polimorfismo VNTR di 7 ripetizioni dell’allele a livello dell’esone III del gene che codifica per il recettore della dopamina D4.

E’ stata esaminata l’associazione dell’ADHD con il DRD4 , gli studi sono stati condotti all’interno di una popolazione costituita da tutti i membri della famiglia di bambini che manifestano l’ADHD .

In questo modo è stata dimostrata l’associazione fra il polimorfismo localizzato a livello del DRD4 e il rischio di sviluppo dell’ADHD (V Kustanovich et al, 2004; Stephen V. Faraone et al 2005).

Recettore della dopamina D5 (DRD5 ): in uno studio condotto su 11 famiglie irlandesi con bambini affetti da ADHD, è stato scoperto un polimorfismo di 148 pb (paia di basi) nell’allele del gene che codifica per il DRD5. Alcuni studi non evidenziano il legame tra ADHD e il DRD5, però la maggior parte degli studi conferma questo legame. E’ stato scoperto inoltre a livello della regione non tradotta 3’ un SNP associato con l’ADHD (V Kustanovich et al, 2004; Stephen V. Faraone et al 2005).

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Recettore della dopamina D2 (DRD2 ): questo recettore è stato studiato in misura minore rispetto al DRD4 e al DRD5 in relazione all’ADHD. Sono stati condotti degli studi su 104 soggetti con ADHD ed è stata scoperta una significativa associazione tra l’allele TaqIA1 e DRD2 (V Kustanovich et al, 2004; Stephen V. Faraone et al 2005).

Trasportatore della dopamina DAT: ci sono diverse ragioni che hanno portato a considerare il gene che codifica per il trasportatore della dopamina DAT come possibile candidato per lo sviluppo dell’ADHD. I farmaci psicostimolanti efficaci per il trattamento dell’ ADHD bloccano il DAT. Esso è costituito da 12 segmenti transmembrana intercalati da 5 anse intracellulari e 6 anse extracellulari; le estremità NH2-terminale e COOH-terminale sono entrambe intracellulari. La lunga ansa extracellulare fra il III e il IV segmento transmembrana contiene 3 o 4 siti di glicosilazione (G) e vi sono putativi siti di fosforilazione (P) nei tratti intracellulari. In condizioni di potenziale di transmembrana di riposo, con gli ioni Na+ e il Cl- presenti in elevate concentrazioni nello spazio extracellulare, il trasportatore lega gli ioni e il neurotrasmettitore sui siti rivolti verso l’esterno della membrana. Tutto ciò determina una variazione della conformazione del trasportatore che porta a traslocare il neurotrasmettitore dentro la cellula. Farmaci che inibiscono la pompa Na+/K+ ATP-asi “come la ouabaina” o che promuovono l’apertura dei canali del Na+ “come la veratridina” inibiscono l’uptake. Farmaci psicostimolanti come l’anfetamina, cocaina ed antidepressivi svolgono la loro azione potenziando la trasmissione dopaminergica, interagendo con tale trasportatore ed invertendo il senso del trasporto. Inoltre tali farmaci potenziano il rilascio di vescicole e quindi aumentano i livelli sinaptici di dopamina. Attraverso vari esperimenti è stato scoperto che somministrando farmaci psicostimolanti a topi knockout per il gene SLC6A3, che codifica per il DAT e contribuisce ad aumentare l’iperattività e l’impulsività, risulta evidente una notevole riduzione dell’iperattività. La mancanza del gene SLC6A3 ha molti effetti biologici. Inizialmente i topi rispondono aumentando la concentrazione di dopamina extracellulare, quindi la percentuale di sintesi della dopamina risulta doppia; il decremento della dopamina nello striato avviene in un secondo momento. Si è inoltre scoperto che i neuroni dopaminergici dei topi knockout per il gene SLC6A3 non sono suscettibili di neurotossicità, a differenza di quanto accade nei topi che esprimono tale gene.

In pazienti con ADHD è stata misurata l’attività del trasportatore della dopamina a livello striatale con la SPET (tomografia ad emissione di un singolo fotone). La SPET è un esame diagnostico che permette di ricostruire al computer immagini relative alla distribuzione di una sostanza radioattiva in una parte dell'organismo. Si utilizzano piccolissime dosi di materiale radioattivo (radiofarmaco) capace di emettere particolari radiazioni (radiazioni gamma), che sono rilevate da un apposito strumento (gamma camera). Dal comportamento di tali radiazioni

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nell’impatto con un organo, si può risalire alla misura della sua funzionalità. In ciò la SPET differisce notevolmente da altre tecniche radiologiche, che solitamente sono indirizzate alla determinazione della morfologia (insieme di forma e struttura) degli organi del corpo umano. La SPET si rivela una tecnica molto sensibile e dunque, di grande utilità per l'esame del cuore, del cervello e del fegato. Dall’analisi condotta con la SPET è emersa un’elevata attività del DAT nei pazienti con ADHD, somministrando a questi pazienti il metilfenidato (farmaco che si lega a livello del DAT) risulta evidente una riduzione dell’attività del DAT (V Kustanovich et al, 2004; Stephen V. Faraone et al 2005).

Dopamina β-idrossilasi (DBH): questo enzima è responsabile della conversione della dopamina nella noradrenalina. Sono stati scoperti due polimorfismi a livello del gene che codifica per la DBH; un polimorfismo si trova a livello dell’introne 5 dell’allele A1 del gene che codifica per il DBH, l’altro polimorfismo è localizzato a monte del sito di inizio della trascrizione. La correlazione fra il polimorfismo dell’allele A1 del gene Taq 1 e l’ADHD è risultata statisticamente significativa (V Kustanovich et al, 2004; Stephen V. Faraone et al 2005).

Recettori noradrenergici ADRA 2A, 2C e 1C: sono stati studiati i polimorfismi di questi tre recettori in relazione allo sviluppo dell’ADHD. Il recettore adrenergico α2A (ADRA2A) ha nella regione del promotore un SNP , caratterizzato dalla presenza di una guanina al posto di una citosina; questo SNP è associato allo sviluppo dell’ADHD. Un altro polimorfismo associato con l’ADHD è stato scoperto a livello del codone del gene che codifica per il recettore adrenergico α2C (ADRA2C). Alcuni studi non evidenziano l’associazione di questi polimorfismi con lo sviluppo dell’ADHD; tutto questo rende necessaria l’estensione dello studio ad una casistica più ampia di pazienti (V Kustanovich et al, 2004; Stephen V. Faraone et al 2005).

Il trasportatore della noradrenalina: questo trasportatore è stato studiato in relazione allo sviluppo dell’ADHD, perché i farmaci che bloccano il trasportatore della noradrenalina sono utilizzati nella cura dell’ADHD. E’ stato scoperto un SNP a livello del gene SLC6A2 che codifica per il trasportatore della noradrenalina. Diversi studi evidenziano una correlazione fra l’SNP a livello del gene SLC6A2 e lo sviluppo dell’ADHD. Anche in questo caso “come per i recettori noradrenergici” sono necessari studi più approfonditi per determinare tutti i vari polimorfismi implicati nello sviluppo dell’ADHD (V Kustanovich et al, 2004; Stephen V. Faraone et al 2005).

Recettori della serotonina HT1B HT2A: studi condotti sul recettore della serotonina HT1B evidenziano un SNP (G861C) nel gene che codifica per questo recettore. Diversi studi evidenziano una relazione fra questo SNP e lo sviluppo dell’ADHD .

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Analizzando il gene che codifica per il recettore HT2A sono stati scoperti dei polimorfismi sebbene essi non siano correlati con l’ADHD (V Kustanovich et al, 2004; Stephen V. Faraone et al 2005).

Trasportatore della serotonina e l’enzima triptofano idrossilasi: sia a livello del gene che codifica per l’enzima triptofano idrossilasi che a livello del gene codificante per il trasportatore della serotonina sono stati evidenziati dei polimorfismi coinvolti nello sviluppo dell’ADHD. Nel gene SLC6A4 che codifica per il trasportatore della serotonina è stato scoperto un polimorfismo VNTR, mentre nel gene che codifica per la triptofano idrossilasi è stato scoperto un polimorfismo SNP (V Kustanovich et al, 2004; Stephen V. Faraone et al 2005).

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CAPITOLO 6