Ricerche

Uno studio eseguito alla North Carolina State University ha scoperto che le alterazioni provocate dall'ambiente in aree specifiche del genoma - note come regioni di controllo dell'impronta - durante lo sviluppo iniziale possono contribuire al rischio di sviluppare il morbo di Alzheimer (MA) e che i neri possono essere più colpiti dei bianchi.

Il lavoro migliora la comprensione dei modi in cui i fattori ambientali possono contribuire alle alterazioni genetiche e alla suscettibilità alla malattia. Cathrine Hoyo, prof.ssa di scienze biologiche della NC State e coautrice della ricerca, afferma:

"In termini di genetica e malattia, penso sempre all'analogia del dott. Kenneth Olden: la genetica carica la pistola e l'ambiente tira il grilletto. In effetti, l'Institute of Medicine ha stimato che la risposta epigenetica all'ambiente - in che modo i nostri geni rispondono all'ambiente - concorre al 70%-90% del rischio di malattie croniche. E sappiamo che nel caso del MA, solo circa il 5% dei casi è familiare o ereditato.

"Sappiamo anche che il rischio di sviluppare il MA non familiare o sporadico differisce in base alla razza: i neri hanno il doppio dell'incidenza dei bianchi. Quindi volevamo tentare di identificare caratteristiche epigenetiche stabili - parti dell'epigenoma che è improbabile che cambino una volta consolidate - che distinguono il cervello di MA da quello di chi è senza la malattia".

In particolare, il team di ricerca ha usato l'imprintoma - le regioni di controllo dell'impronta (ICR, imprint control regions) nel genoma umano che regolano l'espressione dei geni impressi (imprinted) - per identificare le caratteristiche epigenetiche stabili che distinguono le persone con MA da quelle senza.

I geni impressi differiscono dagli altri geni perché solo una copia parentale di un gene impresso è attiva. L'altra copia è metilata o silenziata all'inizio dello sviluppo. Inoltre, in questi geni, i segni di metilazione che ne controllano l'espressione sono sensibili alle influenze ambientali.

"Con i geni impressi, non esiste una copia di riserva in caso di mutazione", afferma Randy Jirtle, professore di epigenetica della NC State e coautore della ricerca. “Gli ICR controllano l'espressione di questi geni - in altre parole, dicono ai geni impressi dove, quando e come lavorare attraverso la metilazione del DNA. E questi segni di metilazione negli ICR non cambiano normalmente, a meno che non siano stati alterati all'inizio dello sviluppo, al concepimento o poco dopo”.

Per lo studio, il team ha usato campioni di tessuto cerebrale da 17 donatori: 8 cervelli normali e 9 con MA. Ogni gruppo era diviso tra donatori bianchi non-ispanici e neri non-ispanici (il gruppo di MA aveva 5 campioni di donatori neri e 4 da bianchi). Il team ha sequenziato l'intero genoma di ciascun campione, quindi ha cercato ICR nel cervello del MA che erano sovra- o sotto-metilati rispetto ai cervelli sani.

Hanno trovato 120 ICR metilati in modo diverso nel cervello del MA: 40 nelle popolazioni combinate di bianchi e neri. Però 81 ICR sono stati trovati solo nella popolazione nera e 27 solo nella popolazione bianca. Gli ICR metilati diversamente, comuni ad entrambe le popolazioni, sono associati a MEST/MESTIT1, un gene impresso espresso paternamente, e NLRP1, un gene impresso che si ritiene coinvolto nell'infiammazione cerebrale.

"Trovare ICR comuni è importante perché potrebbe aiutarci a sviluppare test universali per potenziali marcatori di malattia", afferma la Hoyo. “Ma è stato sconcertante scoprire che la popolazione nera aveva quasi il triplo di ICR colpiti della popolazione bianca. Quando vedi quel livello di differenza e sai che i cambiamenti trovati sono probabilmente causati presto dalle interazioni ambientali, una possibile spiegazione è che ci sono fattori di stress unici o diversi in quella popolazione e che quegli effetti epigenetici vengono trasmessi".

I ricercatori sperano che il lavoro possa portare a test e interventi precoci mirati per prevenire il MA.

"Sappiamo che la prevenzione mirata per lunghi periodi può alterare il rischio", afferma la Hoyo. "Quindi, se puoi avvisare presto le persone del loro rischio e applicare interventi mirati, è possibile prevenire l'insorgenza della malattia".

"L'epigenetica è la scienza della speranza", afferma Jirtle. "Non puoi necessariamente invertire le mutazioni genetiche, ma quando sai che i rischi della malattia derivano dai cambiamenti nell'epigenoma puoi potenzialmente impedirli".