Il corpo umano è composto di circa 50/100 mila miliardi di cellule, che formano le unità di base della vita e si combinano per formare tessuti e organi più complessi. All'interno di ogni cellula, i geni formano un "modello" per la produzione di proteine che determina come funzionerà la cellula. I geni determinano anche le caratteristiche fisiche o tratti. Il set completo di circa 20/25.000 geni si chiama genoma. Solo una piccola frazione del genoma totale separa il corpo umano da quello degli altri animali. (Fonte: genographic.nationalgeographic.com)Un ricercatore dell'Università dell'Alabama dice che affidarsi eccessivamente a approcci genetici nella previsione, diagnosi e trattamento delle malattie porterà a poche scoperte scientifiche nel futuro, e sostiene la necessità di un maggiore accento sui metaboliti del corpo per capire le malattie.

"Per aumentare il valore dei dati genetici, la comunità scientifica ha bisogno di aggiungere ulteriori informazioni da cose come la metabolomica, l'analisi dei metaboliti all'interno di un organismo", ha affermato il Dr Laura Reed, genetista della University of Alabama e autrice principale dello studio pubblicato il 25 marzo su Genetics.

"Il Progetto Genoma Umano è stato venduto come qualcosa che sta per rivoluzionare la medicina; che presto i nostri genomi saranno sequenziati, e saremo in grado di capire esattamente per quali malattie siamo a rischio e, forse, il modo migliore per trattarle", ha detto la Reed. "Anche se è vero che ci sono importanti novità in arrivo da questo tipo di informazioni, sono molto più limitate di quanto sperano alcuni".

Usando moscerini della frutta come modelli animali nella sua ricerca, il team multi-istituto ha dimostrato come la genetica, combinata con la metabolomica e l'espressione genica (come si accendono i geni), può essere usata per predire le malattie cardiache e la risposta dell'organismo ai cambiamenti ambientali, ha detto la Reed. Altri co-autori dello studio includono rappresentanti del Georgia Tech, del Sanford-Burnham Medical Research Institute di La Jolla in California; della North Carolina State University; degli Huck Institutes of the Life Sciences; della University Park in Pennsylvania; e della Bayer CropScience di Monheim in Germania.

I metaboliti sono sostanze chimiche presenti naturalmente nel corpo. Mentre alcuni, come il colesterolo e la glicemia, sono regolarmente controllati per le informazioni che possono fornire sulle condizioni di salute, altri metaboliti meritano un esame più attento, secondo i ricercatori. La Glicina, un metabolita che è sia un amminoacido essenziale e sia un neurotrasmettitore, si è già dimostrata un predittore di malattie cardiache e alcuni tumori.

"Abbiamo identificato altri nove metaboliti che sono buoni predittori, che non erano ancora stati associati a queste caratteristiche", ha detto la Reed. "Essi sono buoni candidati da esaminare più approfonditamente. Non possono essere causali, ma possono essere correlati". Un giorno, dice la Reed, oltre a misurare il glucosio nel sangue e i livelli di colesterolo, forse i medici potranno misurare regolarmente altri metaboliti, per migliorare le previsioni di rischio di malattia.

In una delle fasi del progetto, guidato dalla UA, sono stati misurati 187 metaboliti nei moscerini per determinare quali hanno dei livelli che si modificano nei cambiamenti di peso. Come per i topi e gli altri modelli animali ampiamente accettati e utilizzati nello studio delle condizioni umane, molti dei sistemi biologici dei moscerini della frutta condividono analogie con gli esseri umani sufficienti da trarre potenzialmente delle informazioni valide nelle condizioni umane, ha detto la Reed. Ad esempio, i moscerini possono contrarre il diabete e, invecchiando, le malattie di cuore. I loro percorsi di segnalazione dell'insulina, fondamentale nel diabete, assomigliano a quelli degli esseri umani, così come per i loro reni, il fegato e il tessuto adiposo, dove viene immagazzinato il grasso.

Può essere rilevante perché:

Lo studio sembra confermare l'adagio: «Tu sei quello che mangi». Anche per la demenza quindi, l'insieme dei fattori di stile di vita (dieta, movimneto fisico, riserva mentale, meditaizone, ...) potrebbe essere più importante della genetica, dei difetti ereditati.

Centinaia di moscerini geneticamente identici, raggruppati per 20 linee genetiche distinte, sono stati testati con quattro diverse diete. In questo modo, i ricercatori sono in grado di determinare quali aspetti della loro malattia sono causati dai loro geni e quali sono causati dall'ambiente o dalla dieta. "Una delle cose importanti che abbiamo scoperto è che gli effetti della dieta sono relativamente piccoli per l'espressione genica, ma molto più significativi per tutti i metaboliti".

In un'altra fase della ricerca, condotta da Georgia Tech, gli scienziati hanno seguito i cambiamenti nel tempo (su più generazioni) della frequenza dei geni nei moscerini selvatici, in risposta alla dieta. Piuttosto che vedere i cambiamenti in un particolare gene o un piccolo gruppo di geni, i ricercatori hanno visto cambiamenti nell'intero genoma. "Non possiamo aspettarci di trovare un gene o pochi geni che spiegano ogni fenotipo, comprese le malattie", ha detto la Reed. La malattia è un problema globale, secondo lei, ed è improbabile che altri «farmaci miracolosi» possano essere scoperti. "Può solo essere una soluzione olistica".

La Reed dice di rendersi conto che la ricerca potrà non essere calorosamente accolta da tutti i suoi colleghi genetisti. "Il punto complessivo dello studio non è una idea molto popolare", secondo lei, "perché significa in pratica che le cose sono molto più complicate di quello che vogliamo che siano. Ma questa è la realtà. Questo non significa che non possiamo migliorare incrementalmente le cose attraverso la comprensione dei geni che sono coinvolti, ma, forse, un approccio più opportuno sarebbe analizzare i tratti di livello superiore, come i metaboliti, che potrebbero riassumere quello che sta accadendo nel genoma in modo più utile a fini diagnostici o terapeutici".

 

 

 

 

 

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Fonte:  University of Alabama in Tuscaloosa  (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti:  L. K. Reed, K. Lee, Z. Zhang, L. Rashid, A. Poe, B. Hsieh, N. Deighton, N. Glassbrook, R. Bodmer, G. Gibson. Systems Genomics of Metabolic Phenotypes in Wild-Type Drosophila melanogaster. Genetics, 2014; DOI: 10.1534/genetics.114.163857

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