Ultimo aggiornamento: 14 Maggio 2019
L’epigenetica (“epi“, pref. “che sta sopra”) è una branca della genetica che si occupa dello studio delle mutazioni del fenotipo, che è l’insieme delle caratteristiche di un organismo, non associate alla sequenza del DNA. Medical News Today ha pubblicato il fact checking della ricerca “Epigenetics in Human Obesity and Type 2 Diabetes” (Charlotte Ling, Tina Rönn, Lund University, 11 Aprile 2019).
La ricerca, svedese, potrebbe essere riassunta con la seguente affermazione: “Il nostro ambiente e stile di vita possono influenzare la funzione dei nostri geni senza alterare il codice genetico“.
I nostri geni sono responsabili di molti dei nostri tratti, ma l’educazione, l’alimentazione o le influenze ambientali hanno sicuramente un ruolo non di secondaria importanza.
Quando si parla di obesità e diabete di tipo 2, il processo logico è semplice: se consumiamo costantemente più calorie di quelle che bruciamo ogni giorno, aumentiamo di peso e questo ci predispone a sviluppare il diabete di tipo 2. Le cellule adipose e il pancreas tornano ai valori standard quando miglioriamo il regime alimentare e perdiamo peso.
Tuttavia, questo meccanismo, in teoria semplice, apre la porta a molteplici dubbi. Perché alcune persone perdono peso più rapidamente di altre, anche se seguono la stessa dieta o regime di esercizio fisico? Perché alcune persone sviluppano il diabete di tipo 2 mentre altre no, anche quando il loro rischio genetico è simile?
La risposta a queste domande potrebbe fornirla l’epigenetica.
Prima di addentrarci nella ricerca, per facilitare la comprensione verrà chiarito il significato di tre termini:
Genoma: l’insieme di tutte le informazioni genetiche depositate nella sequenza del DNA contenuto nel nucleo delle cellule sotto forma di cromosomi. (fonte)
Epigenoma: l’insieme dei processi che consentono alle informazioni del genoma di essere interpretate nei tessuti giusti e nel momento opportuno, anche in risposta a stimoli esterni. (fonte)
Metilazione del DNA: è una modificazione epigenetica del DNA, che nei mammiferi è essenziale per il normale sviluppo ed è associata con alcuni processi chiave, tra cui l’imprinting genomico, l’inattivazione del cromosoma X, la soppressione di elementi ripetitivi e la carcinogenesi. Si verifica quando piccole etichette chimiche chiamate gruppi metilici si attaccano alle basi di citosina nel codice del DNA. La metilazione del DNA è associata a repressione della trascrizione. In particolar modo, la metilazione di un promotore a monte di un gene causerebbe la sua repressione. (fonte)
Nel paper, Charlotte Ling spiega che i ricercatori hanno trovato un certo numero di modificazioni epigenetiche in tutto il genoma che potrebbero, con buona approssimazione, predire l’indice di massa corporea di una persona.
Confrontando i siti di metilazione del DNA nelle isole pancreatiche – le strutture che producono insulina – di persone con diabete di tipo 2 e persone sane, lo studio ha identificato quasi 26.000 regioni che erano diverse tra i due gruppi.
Lind consiglia comunque cautela, poiché non è ancora chiaro se questi cambiamenti siano la causa o l’effetto del diabete di tipo 2.
Esistono evidenze scientifiche che collegano l’obesità e il diabete con diete occidentali ricche di grassi e zuccheri. Gli studi epigenetici possono condurci alla radice di questa connessione.
Una dieta di 5 giorni basata sull’elevato consumo di grassi, per simulare la dieta standard di una persona obesa, ha modificato sia l’espressione genica che i modelli di metilazione nei muscoli scheletrici umani e nel tessuto adiposo
Charlotte Ling
È importante sottolineare che è sembrato più facile indurre i cambiamenti di metilazione con la sovralimentazione piuttosto che invertirli con una dieta controllata
Charlotte Ling
Anche l’esercizio influisce sull’epigenoma. Sia le singole sessioni che l’esercizio a lungo termine hanno cambiato la metilazione del DNA nei muscoli e nei grassi scheletrici, ma gli obiettivi genetici erano diversi.
L’epigenetica può spiegare perché le diverse persone rispondono in modo diverso all’esercizio fisico
Tina Rönn, co-autrice dello studio
Con l’avanzare dell’età, il nostro epigenoma continua ad alterarsi, ipotizzando l’invecchiamento come fattore trainante dei cambiamenti epigenetici. La ricerca collega l’obesità alla deriva epigenetica data dall’invecchiamento, ma come o perché questo accade non è chiaro al momento.
Studi condotti su roditori dimostrano che una generazione può passare alcuni marcatori epigenetici associati all’obesità e al diabete di tipo 2 alla generazione successiva. Nell’uomo questo tipo di ricerca è agli inizi, ma stanno emergendo alcuni risultati interessanti.
In uno studio, i figli di madri che avevano il diabete di tipo 2 durante la gravidanza avevano un rischio più elevato di sviluppare obesità e diabete di tipo 2 in età avanzata rispetto ai figli di madri senza diabete.
Diversi studi dimostrano che quando le madri sperimentano carestia durante la gravidanza, i loro bambini sono a maggior rischio di obesità e intolleranza al glucosio, probabilmente a causa di cambiamenti nella metilazione del gene della leptina.
Eppure, non sono solo le madri a lasciare il segno nell’epigenoma della prossima generazione. Lo sperma degli uomini obesi ha esclusivi schemi di metilazione del DNA, che cambiano dopo la chirurgia bariatrica.
Per quanto suscettibili di futuri approfondimenti, è possibile usare oggi questi primi risultati per migliorare la salute?
Ling e Rönn suggeriscono di utilizzare la metilazione del DNA, nei siti di rischio noti del genoma, come biomarcatori per aiutare a identificare le persone a più alto rischio di sviluppare obesità e diabete di tipo 2.
Con l’aiuto di migliori biomarcatori, potrebbe essere possibile evidenziare siti di metilazione del DNA che rappresentano fattori di rischio significativi e quindi utilizzare agenti farmacologici per modificare il modello di metilazione.
Tali farmaci epigenetici, infatti, esistono già e gli scienziati li hanno testati per affrontare diverse patologie, come certi tipi di leucemia.
Uno studio recente ha dimostrato che il trattamento con un tipo di farmaco epigenetico, un inibitore dell’istone deacetilasi chiamato MC1568, ha migliorato la secrezione di insulina nelle isole pancreatiche donate da persone con diabete di tipo 2.
La natura transitoria e reversibile delle modificazioni epigenetiche fornisce un campo aperto per la scoperta di obiettivi per la previsione futura e concetti terapeutici nell’obesità e nel diabete di tipo 2
Charlotte Ling e Tina Rönn
È importante ricordare che la metilazione del DNA è solo un tipo di modifica epigenetica. La ricerca epigenetica, che è relativamente acerba, sta attirando sempre più ricercatori e scienziati, e nuove scoperte sono lì che aspettano dietro l’orizzonte.
Articolo completo, in inglese, “Nature vs. nurture: What fuels obesity, diabetes?“, pubblicato su Medical News Today.
