Ricercatore spagnolo scopre l'origine delle differenze tra gemelli identici
Da decenni i genetisti sono alle prese con un mistero: com'è possibile che gemelli identici - quelli che sono geneticamente identici - mostrino tuttavia differenze genetiche? Un nuovo studio condotto da un gruppo di ricerca del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (Centro oncologico nazionale spagnolo) ha fatto luce su questo enigma. I gemelli sono più bambini che vengono concepiti insieme, si sviluppano nello stesso grembo e poi vengono partoriti contemporaneamente. Esistono due tipi di gemelli: fraterni e identici. I gemelli fraterni, o dizigoti, hanno un patrimonio genetico diverso, mentre i gemelli identici, o monozigoti, sono geneticamente uguali. I gemelli monozigoti si sviluppano dallo stesso ovulo e pertanto condividono le stesse informazioni genetiche. Sono sempre dello stesso sesso e hanno la stessa combinazione genetica e cromosomica. In genere hanno le medesime caratteristiche fisiche e mentali. Allora com'è possibile, si sono chiesti gli scienziati, che nel caso di gemelli identici con lo stesso patrimonio genetico, un fratello sviluppi un disturbo bipolare o diventi schizofrenico, ad esempio, e l'altro no, o che tra due sorelle gemelle con la stessa alterazione del gene BRCA1, una sviluppi un cancro al seno a 25 anni e l'altra ne sia soggetta solo a 70? In realtà, nella maggior parte dei casi le coppie di gemelli monozigoti non sono identiche, in quanto presentano una cosiddetta discordanza fenotipica, ossia differenze nell'aspetto fisico e nella costituzione, oppure nella specifica manifestazione di una caratteristica. Ne sono un esempio le differenze di predisposizione alla malattia e un'ampia serie di caratteristiche antropomorfiche. Per queste osservazioni esistono molte spiegazioni plausibili: una è l'esistenza di differenze "epigenetiche" - ovvero differenze nel modo in cui si esprime il genoma. All'interno della cellula il DNA non si comporta come una semplice molecola: si associa a proteine chiamate istoni per formare una sostanza complessa nota come cromatina. Le modifiche chimiche subite dal DNA o dagli istoni alterano la struttura della cromatina senza cambiare la sequenza nucleotidica del DNA. Tali modifiche vengono definite epigenetiche. Per trovare una risposta a questo enigma, Mario F. Fraga e i suoi colleghi del laboratorio di epigenetica presso il Centro oncologico nazionale spagnolo (CNIO) hanno studiato 160 gemelli monozigoti di età compresa tra i 3 e i 74 anni. Per realizzare questo studio, il gruppo spagnolo ha collaborato con istituti di ricerca in Danimarca, Svezia, Regno Unito e USA. La ricerca si è concentrata su due meccanismi biologici che influenzano l'attività genetica. In uno, detto "metilazione del DNA", gli enzimi all'interno di una cellula legano un minuscolo gruppo molecolare a un gene, disattivandolo. Nell'altro, detto "acetilazione istonica", un gene quiescente viene riattivato. Questi gruppi genetici alterati possono rimanere tali per tutta la vita - benché non vengano trasmessi ai propri discendenti - e può essere importante se, ad esempio, il gene disattivato ha la proprietà di proteggere dal cancro. Finora non è stato possibile chiarire fino a che punto le alterazioni epigenetiche siano preprogrammate dalla nascita o innescate da fattori esterni all'organismo. Il gruppo di ricerca ha riscontrato che, nei primi anni di vita, era impossibile distinguere i gemelli in base al modo in cui si esprimevano i loro geni. Tra le coppie di gemelli più anziani, invece, sono emerse differenze notevoli riguardo ai profili di espressione genetica nel 35 per cento dei casi analizzati dal gruppo di studio. Inoltre, scoperta ritenuta particolarmente innovativa dagli scienziati, è emerso che gemelli cresciuti separatamente o con stili di vita particolarmente diversi - tra cui abitudini alimentari, anamnesi, attività fisica e consumo di tabacco, alcol e droghe - avevano profili epigenetici che si differenziavano maggiormente tra loro rispetto a quelli di gemelli che erano vissuti assieme più a lungo o avevano condiviso ambienti ed esperienze simili. I ricercatori affermano che i risultati corroborano la teoria secondo cui i fattori ambientali, tra cui il fumo, l'alimentazione e l'attività fisica possono influenzare l'attività genetica di una persona e spiegare alcune delle differenze nell'esposizione al rischio di malattia riscontrato tra gemelli identici. Piccoli eventi epigenetici che si verificano prima della nascita sono probabilmente responsabili delle minime differenze di aspetto, personalità e salute generale che distinguono i gemelli in giovane età. Un'intera vita di ulteriori alterazioni epigenetiche accresce gradualmente l'individualità. Oltre alla potenziale importanza che riveste per l'individuazione delle differenze nei gemelli identici, l'epigenetica potrebbe spiegare molti dei rovesci del destino di cui è vittima la gente comune - chiarendo perché una persona può essere affetta dal cancro, ad esempio, mentre un'altra ne viene risparmiata, sebbene il DNA di nessuna delle due sia responsabile di una mutazione che provoca il cancro. Da queste scoperte potrebbero emergere rivelazioni di vasta portata sul modo in cui l'ambiente determina la predisposizione a molte malattie, quali il diabete, il cancro e le cardiopatie. Le alterazioni epigenetiche non modificano le sequenze genetiche, ma possono provocare tanti casi di cancro e di altre patologie quanti quelli che vengono causati da vere e proprie mutazioni genetiche. Ora gli scienziati vogliono individuare i cambiamenti epigenetici apportati da specifiche esposizioni ambientali - siano esse fattori alimentari, tossine ambientali o effetti più lievi quali lo stress persistente - e sviluppare farmaci che annullino tali alterazioni.
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Spagna