Genetic and epigenetic correlates of co-occurring behavioral problems in early childhood

Ogni bambino vive momenti di preoccupazione, rabbia o difficoltà nel relazionarsi con gli altri. Per la maggior parte, si tratta di fasi transitorie della crescita. Per alcuni, tuttavia, questi comportamenti si raggruppano in modi che persistono e si approfondiscono, creando un peso maggiore di sfide emotive e comportamentali. Gli scienziati sanno da tempo che quando un bambino lotta sia con preoccupazioni interne, come l'ansia e l'introversione, sia con azioni esterne, come l'aggressività e la sfida alle regole, l'esito è spesso più grave rispetto a quando affronta un solo tipo di problema da solo. Eppure, le radici biologiche di questa specifica combinazione rimangono un mistero. Sappiamo che i geni giocano un ruolo nel modo in cui il nostro cervello si sviluppa e in come regoliamo le nostre emozioni, ma non abbiamo ancora una mappa chiara di come queste istruzioni genetiche si traducano nella complessa miscela di comportamenti osservati nei bambini piccoli. Comprendere questo collegamento è cruciale perché potrebbe aiutarci a identificare i bambini che sono a rischio di difficoltà a lungo termine molto prima, permettendo potenzialmente un supporto prima che i problemi diventino radicati.

Per esplorare questi segnali biologici nascosti, i ricercatori si sono rivolti a uno studio massiccio sulle famiglie in Norvegia, noto come lo Studio della Coorte Madre, Padre e Figlio. Si sono concentrati su bambini a due età specifiche: tre e cinque anni. A queste età precoci, il comportamento è ancora in fase di assestamento, e gli scienziati volevano vedere se i marcatori biologici di questi problemi fossero deboli e sparsi, o se diventassero più chiari e organizzati con la crescita dei bambini. Il team ha esaminato due tipi di dati biologici. In primo luogo, hanno esaminato il DNA dei bambini, il manuale di istruzioni presente in ogni cellula, per vedere se specifiche variazioni genetiche fossero collegate a questi modelli comportamentali. In secondo luogo, hanno esaminato i tag chimici attaccati al DNA nel sangue del cordone ombelicale raccolto alla nascita. Questi tag, chiamati metilazione, agiscono come manopole del volume che possono alzare o abbassare l'intensità dei geni e sono influenzati dall'ambiente che il feto sperimenta prima della nascita. Confrontando questi scatti biologici con il comportamento dei bambini anni dopo, i ricercatori speravano di trovare una firma molecolare per i bambini che lottano con problemi sia interni che esterni.

I ricercatori hanno prima suddiviso i bambini in gruppi in base a come le loro madri descrivevano il loro comportamento. Alcuni bambini erano calmi e ben adattati, mentre altri mostravano principalmente ansia, principalmente aggressività o un mix di entrambe le cose. Hanno poi scansionato l'intero genoma di migliaia di bambini per trovare qualsiasi singola lettera nel codice genetico che apparisse più frequentemente nei bambini con problemi co-occorrenti. La ricerca è stata difficile perché i segnali genetici del comportamento nell'infanzia precoce sono incredibilmente deboli. Infatti, quando hanno guardato i bambini di tre anni, non hanno trovato quasi nessun legame genetico chiaro. Tuttavia, al tempo in cui i bambini raggiunsero i cinque anni, un singolo punto sulla mappa genetica si distinse. Era situato sul cromosoma 13, un lungo filamento di DNA, ed era specificamente associato ai bambini che presentavano sia ansia che aggressività. Sebbene questo singolo punto non spieghi tutto, è un punto di partenza concreto, situato vicino a geni che sono noti per essere coinvolti nel modo in cui le cellule cerebrali comunicano e si sviluppano.

Per ottenere un quadro più ampio, i ricercatori hanno anche calcolato un "punteggio poligenico" per ogni bambino. Potete immaginarlo come un conteggio cumulativo di migliaia di piccole influenze genetiche che si sommano per creare un rischio generale per determinati tratti. Questo approccio si è rivelato lo strumento più rivelatore del loro studio. I punteggi hanno mostrato che i bambini con problemi comportamentali persistenti, specialmente quelli con problemi co-occorrenti, portavano un carico più pesante di fattori di rischio genetico relativi a una vasta gamma di tratti psichiatrici e cognitivi. Interessantemente, il modello di questi rischi cambiava con la crescita dei bambini. A tre anni, un rischio genetico per i problemi di attenzione sembrava collegarsi più strettamente all'aggressività. A cinque anni, lo stesso rischio genetico aveva spostato la sua associazione, legandosi più fortemente a problemi di interiorizzazione come l'ansia. Ciò suggerisce che il modo in cui i nostri geni si esprimono nel comportamento non è fisso; evolve man mano che il cervello e la personalità del bambino maturano. La responsabilità genetica per questi problemi è presente fin dall'inizio, ma il modo in cui si manifesta nella vita quotidiana di un bambino cambia e diventa più strutturato nel tempo.

Lo studio ha anche esaminato i tag chimici sul DNA dal sangue del cordone ombelicale. Poiché questo sangue è stato prelevato alla nascita, prima che i bambini manifestassero i problemi comportamentali, questi tag offrivano uno sguardo sull'ambiente prenatale. I ricercatori hanno scoperto che i singoli tag chimici non erano molto utili; erano rari e difficili da collegare a comportamenti specifici. Tuttavia, quando hanno guardato gruppi di tag che lavoravano insieme in reti, è emerso un quadro più chiaro. A cinque anni, gruppi specifici di questi tag chimici erano associati ai bambini con problemi co-occorrenti. Questi gruppi erano legati a percorsi biologici coinvolti nella costruzione delle connessioni cerebrali, nell'organizzazione delle sinapsi e nell'aiutare i neuroni a segnalare l'uno all'altro. È importante notare che queste scoperte non sono uno strumento di diagnosi definitiva, né provano che questi cambiamenti chimici causino il comportamento. Il sangue proveniva dal cordone ombelicale, non dal cervello, quindi è un sostituto piuttosto che una finestra diretta sulla mente in via di sviluppo. Tuttavia, il fatto che questi modelli coordinati fossero rilevabili a cinque anni, ma non così chiaramente a tre anni, supporta l'idea che i segnali biologici diventino più organizzati e più facili da rilevare man mano che i problemi comportamentali si stabilizzano.

I ricercatori hanno anche verificato le loro scoperte confrontandole con altri due grandi studi provenienti dai Paesi Bassi e dal Regno Unito per vedere se i risultati reggevano. Il singolo punto genetico trovato in Norvegia non è apparso come un segnale importante negli altri gruppi, probabilmente a causa delle dimensioni campionarie minori o delle differenze tra le popolazioni. Allo stesso modo, i tag chimici identificati sono stati supportati solo parzialmente dagli altri studi. Questo ci dice che, sebbene i segnali siano reali, sono sottili e richiedono gruppi di persone molto numerosi per essere visti chiaramente. Lo studio non pretende di aver risolto l'enigma dei problemi comportamentali infantili. Al contrario, fornisce una visione più chiara di come i pezzi si incastrino nel tempo. Suggerisce che le radici biologiche di queste lotte co-occorrenti non sono un singolo allarme rumoroso, ma piuttosto un coro silenzioso e complesso di fattori genetici ed epigenetici che diventano più armonizzati e rilevabili man mano che il bambino passa dalla prima infanzia agli anni della scuola primaria.

In definitiva, questo lavoro evidenzia che la biologia del comportamento dell'infanzia è un bersaglio mobile. I segnali sono troppo deboli per essere visti chiaramente a tre anni, ma a cinque anni iniziano ad allinearsi in un modo che rispecchia la stabilità degli stessi comportamenti. L'evidenza più forte è emersa guardando la somma di molti piccoli fattori genetici, che indicava una vulnerabilità condivisa attraverso diversi tipi di sfide psichiatriche e cognitive. I tag chimici sul DNA hanno fornito un indizio complementare, suggerendo che l'ambiente prenatale e lo sviluppo cerebrale precoce siano coinvolti nel preparare il terreno per queste difficoltà successive. Sebbene non siamo ancora al punto in cui possiamo testare il sangue di un bambino per predire il suo comportamento futuro, questa ricerca pone le basi per comprendere che questi problemi sono profondamente radicati nella biologia e si evolvono insieme al bambino. Sottolinea l'importanza di osservare i bambini nel tempo, piuttosto che in un singolo momento, per comprendere veramente la storia biologica del loro sviluppo.