La schizofrenia rappresenta uno dei rompicapi più ostici della genetica moderna, e oggi l’intelligenza artificiale sta dando una mano concreta a districarlo. Non si tratta di una malattia che nasce da una singola mutazione, come capita per altri disturbi più lineari. Qui il quadro è molto più frastagliato. A quanto pare il disturbo emerge dalla combinazione di centinaia di varianti genetiche, ognuna con un effetto piccolo su processi diversi del cervello. Alcune incidono sullo sviluppo neuronale, altre alterano la comunicazione tra i neuroni o il modo in cui si organizzano le connessioni cerebrali. Messe insieme, contribuiscono al rischio di sviluppare la patologia.
Capire questa architettura genetica così complicata richiede ben più che individuare una singola radice del problema. Gli scienziati hanno bisogno anche di comprendere come i geni interagiscano tra loro e se finiscano per formare reti biologiche capaci di amplificare il rischio. Per rispondere a domande del genere serve ricostruire, con modelli computazionali, l’attività coordinata di migliaia di geni dentro il cervello umano. Ed è proprio qui che strumenti basati sull’analisi dei dati cambiano le carte in tavola.
Lo studio sui 766 geni associati alla malattia
Una ricerca pubblicata su Nature Genetics offre una delle immagini più dettagliate viste finora. Il gruppo di lavoro ha identificato 766 geni associati alla schizofrenia, di cui 641 mai comparsi in analisi trascrittomiche precedenti. Molti sono emersi grazie a segnali di regolazione genetica che agiscono a distanza, un dato che rafforza l’idea secondo cui i geni coinvolti nel disturbo funzionano come una rete interconnessa più che come elementi isolati.
I ricercatori paragonano la scoperta all’accendere le luci di un intero quartiere. Fino a poco tempo fa si potevano osservare solo alcune case illuminate, mentre adesso si distingue una porzione molto più ampia della mappa genetica della malattia. Invece di agire ciascuna per conto suo, le varianti sembrano coordinarsi e contribuire insieme al rischio di sviluppare la schizofrenia. Con parte delle fondamenta ormai visibili, gli studiosi possono indagare in modo più preciso il comportamento del disturbo e le possibili terapie.
Il lavoro ha analizzato dati genetici di oltre 102.000 persone, oltre a campioni di tessuto cerebrale provenienti da sei regioni del cervello, prelevati da centinaia di donatori. Al progetto hanno preso parte ricercatori dell’Istituto Lieber per lo Sviluppo Cerebrale, dell’Università di Bari e decine di centri psichiatrici sparsi in diversi Paesi.
Numeri, sintomi e familiarità
L’Organizzazione Mondiale della Sanità stima che la schizofrenia colpisca circa 23 milioni di persone nel mondo, all’incirca una ogni 345. Pur riconoscendo da tempo il peso della genetica, gli specialisti non sanno ancora come interagiscano i numerosi fattori biologici che concorrono al disturbo. Avere precedenti in famiglia aumenta il rischio, ma non lo decide. Ci sono persone con parenti stretti colpiti che non sviluppano mai la malattia, e altre che ricevono la diagnosi senza alcuna familiarità nota.
La patologia altera la percezione della realtà e si manifesta spesso con allucinazioni e deliri. Può portare anche a isolamento sociale, mancanza di motivazione, problemi di attenzione, difficoltà di memoria e alterazioni del pensiero. Per molti ricercatori questa varietà di sintomi riflette proprio la complessità dei meccanismi biologici che la generano. Non sembra esistere un singolo gene responsabile, ma una vasta rete di processi che si influenzano a vicenda.