Morire di fame un topo in gravidanza può causare cambiamenti nello sperma dei suoi figli che apparentemente deformano la salute dei suoi nipoti, secondo un nuovo studio. La scoperta offre alcune delle prove più forti che l’ambiente di una madre durante la gravidanza può alterare l’espressione del DNA in modi che vengono trasmessi alle generazioni future.

Un certo numero di studi ha suggerito che gli stress ambientali in un genitore possono danneggiare la salute delle generazioni successive. Ad esempio, le donne che erano incinte durante una carestia del 1944 nei Paesi Bassi conosciuta come l’inverno della fame olandese avevano figli e nipoti insolitamente piccoli o inclini al diabete e all’obesità. Studi sugli animali hanno anche scoperto che uno stress per un genitore, come esporre un topo in stato di gravidanza a sostanze chimiche tossiche o leggermente scioccante un padre topo per farlo temere un odore, può provocare effetti come infertilità o cambiamenti nel comportamento che persistono per due generazioni o più ancora non può essere spiegato da mutazioni genetiche.

Alcuni scienziati sospettano che gli effetti siano trasmessi attraverso i cosiddetti cambiamenti epigenetici, modifiche chimiche del DNA che possono attivare o disattivare i geni. Un team guidato dalla genetista Anne Ferguson-Smith dell’Università di Cambridge nel Regno Unito e dalla ricercatrice del diabete Mary-Elizabeth Patti della Harvard Medical School ha ora esplorato questa idea studiando il DNA di due generazioni di topi discendenti da una madre denutrita.

I ricercatori hanno dato topi in gravidanza chow contenente solo la metà delle calorie di cui avevano bisogno durante l’ultima settimana di gestazione—un momento in cui i modelli epigenetici nello sperma primordiale di un embrione maschile vengono cancellati, quindi ripristinati. Come il gruppo di Patti aveva precedentemente dimostrato, questo trattamento ha portato alla prole e ai nipoti sottopeso e inclini al diabete.

Il gruppo ha poi esaminato il DNA dallo sperma dei maschi nati dalle mamme affamate. Rispetto ai figli dei topi di controllo, il loro sperma aveva meno tag chimici noti come gruppi metilici su circa 110 tratti di DNA. Spesso, i gruppi metilici mancavano vicino ai geni coinvolti nel metabolismo che possono svolgere un ruolo nell’obesità e nel diabete. L’espressione di questi geni è stata alterata anche in alcuni tessuti del corpo.

Tuttavia, anche se i tessuti fetali dei nipoti del topo madre avevano anche cambiamenti simili nell’espressione genica, sorprendentemente, il DNA in questi tessuti non portava queste differenze di metilazione. Ciò suggerisce che i cambiamenti alla fine scompaiono, il team riporta oggi online su Science. Ferguson-Smith pensa che i cambiamenti di metilazione nello sperma del figlio riflettano l’eredità della sua denutrizione nel grembo materno ma, poiché non persistono, non spiegherebbero direttamente la malattia dei nipoti. I segni di metilazione “non sono la memoria a lungo termine che collega la malattia di una generazione all’altra”, dice.

“Questo è uno studio molto bello” che collega le esposizioni ancestrali ai cambiamenti epigenetici, “ma non direi che il libro è chiuso su come funzionano queste cose”, dice il ricercatore di epigenetica Oliver Rando della University of Massachusetts Medical School di Worcester. Per dimostrare che tali modelli di metilazione causano gli effetti sulla salute osservati nei figli maschi e nella loro prole, è necessario spegnere o accendere artificialmente i geni sospetti e dimostrare che questo porta allo stesso risultato, dice. “Perturbare l’epigenoma è la grande sfida per il campo.”

Inoltre, lo studio non esclude che i modelli di metilazione del DNA siano ereditati per più generazioni perché i ricercatori non li hanno cercati nello sperma dei nipoti, aggiunge Rando.

Alcuni sono più scettici. Il genetista della Columbia University Timothy Bestor ha” una serie di problemi ” con lo studio. Tra questi c’è che invece di studiare topi consanguinei geneticamente identici, i ricercatori hanno usato un ceppo in cui i singoli topi variano geneticamente. Sebbene ciò possa aver reso i topi più simili alla popolazione umana, solleva la possibilità che nel grembo materno, solo i topi fetali con un particolare corredo genetico possano essere sopravvissuti alla fame. Poiché la genetica modella anche i modelli di metilazione, queste differenze genetiche potrebbero essere il motivo per cui i loro modelli di metilazione del DNA spermatico differivano da quelli dei topi di controllo, dice Bestor—non perché la malnutrizione alterasse direttamente i modelli.

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