La neurofibromatosi di tipo 1 (NF1) è considerata una RASopathy, un gruppo di malattie caratterizzate da mutazioni genetiche germinali che determinano l'attivazione della via di segnalazione RAS/MAPK (RAt Sarcoma virus/Mitogen-activated Protein Kinase). I pazienti con RASopathy NF1 sono a rischio di sviluppare molte manifestazioni diverse, tra cui tumori benigni e maligni del sistema nervoso centrale (glioma 1,2 della via ottica, glioma di alto grado 3,4) e periferico (neurofibroma plessiforme 5,6, tumore maligno della guaina del nervo periferico 7,8), nonché displasie ossee9 e anomalie pigmentarie della pelle10 (lentiggini ascellari, macule café-au-lait). L'effetto di questo disturbo sulla cognizione e sullo sviluppo neurologico è sempre più riconosciuto, con i pazienti con NF1 che mostrano una maggiore incidenza di deficit di apprendimento, iperattività e disturbo dello spettro autistico 11,12,13. Tuttavia, esiste una significativa eterogeneità nello sviluppo di questi fenotipi tra i pazienti 13,14,15,16,17 e non è chiaro il motivo per cui alcuni pazienti mostrano significativi disturbi cognitivi mentre altri non ne sono affetti. È stato dimostrato che l'obesità indotta dalla dieta materna influisce in modo simile sull'apprendimento e sul comportamento nella popolazione generale 18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28, suggerendo che le esposizioni alimentari materne differenziali alla NF1 potrebbero essere una fonte di questa eterogeneità clinica. In particolare, i figli di madri obese mostrano un aumentato rischio di sviluppare iperattività 18,19,20,23,25,26, autismo 19,24,27, deficit della funzione esecutiva 21,23 e hanno punteggi QI su scala completa più bassi22,28. Tuttavia, i pazienti con NF1 hanno fenotipi metabolici alterati rispetto alla popolazione generale, tra cui una ridotta incidenza di obesità e diabete 29,30,31, rendendo poco chiaro se risponderebbero in modo simile agli stimoli dietetici.
Per rispondere a queste domande, abbiamo voluto determinare se i cambiamenti indotti dalla dieta obesogenica al profilo dei macronutrienti nella prole fetale con Nf1 hanno contribuito ai cambiamenti dello sviluppo neurologico. In precedenza abbiamo raccolto dal cervello fetale tessuti interi e micro-sezionati a livello regionale di alta qualità appropriati per applicazioni di sviluppo neurologico32. Tuttavia, la raccolta del sangue fetale è impegnativa a causa delle piccole dimensioni del corpo e del basso volume di sangue33. La raccolta del sangue tramite drenaggio per gravità dopo la decapitazione ha portato a bassi volumi di raccolta e a una significativa emolisi nei nostri campioni, che possono influenzare l'interpretazione dell'applicazione a valle. La raccolta tramite aspirazione dal cuore fetale o dai vasi toracici, come è stato precedentemente riportato33, era tecnicamente impegnativa e provocava anche frequenti emolisi. Abbiamo quindi sviluppato un metodo per la raccolta del siero fetale, che utilizza tubi capillari specializzati per consentire una raccolta di volume più elevato senza uno sforzo di taglio significativo.
Qui, presentiamo questo metodo per raccogliere simultaneamente cervelli embrionali e siero fetale da cuccioli eterozigoti Nf1 esposti a una dieta ricca di grassi e zuccheri rispetto a una dieta di controllo in utero (Figura 1 e Tabella supplementare S1). I cervelli sono stati crio-incorporati per la successiva analisi mediante immunofluorescenza o micro-sezionati a livello regionale e congelati per il successivo utilizzo in applicazioni di biologia molecolare. È stato ottenuto un siero di alta qualità, adatto per applicazioni a valle come la profilazione dei macronutrienti. Utilizzando questo metodo, abbiamo identificato che l'esposizione alimentare materna ad alto contenuto di grassi e saccarosio porta all'aumento dei livelli sierici di colesterolo sia nei cuccioli eterozigoti WT che in quelli Nf1.