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Le popolazioni native hawaiane presentano una maggiore incidenza, un’età di esordio più precoce e un tasso di mortalità più elevato per il diabete di tipo 2 rispetto a tutte le altre popolazioni nello stato delle Hawaii.(Image credit: Dan Kurtzman via Getty images)Share this article 0Join the conversationFollow usAdd us as a preferred source on GoogleSubscribe to our newsletter
L’epigenetica, che significa “sopra la genetica”, comporta cambiamenti nel modo in cui agiscono i geni di un individuo senza alterazioni del DNA stesso. Ad esempio, aggiungendo molecole chiamate gruppi metilici al DNA — un processo chiamato metilazione del DNA — l’epigenetica può attivare o disattivare i geni, o aumentarne o diminuirne l’attività.
Fattori ambientali — come stress, dieta e fumo — possono alimentare modificazioni epigenetiche che, a loro volta, possono portare a condizioni quali il cancro del colon-retto e le malattie cardiache.
Ma alcune di queste modificazioni epigenetiche possono essere invertite. Ciò significa che l’epigenetica può rivelare modi potenzialmente nuovi e mirati per modificare il rischio di malattie, ha dichiarato Alika Maunakea, professore di anatomia, biochimica e fisiologia all’Università delle Hawaii a Manoa, a Live Science.
Cresciuto vivendo di sussistenza in un insediamento nelle Hawaii, Maunakea ha affermato di aver appreso fin da giovane che l’ambiente svolge un ruolo importante nel plasmare la salute della comunità.
Ora, Maunakea ricerca l’epigenetica da oltre 20 anni e dirige il Maunakea Lab, che si concentra su come i fattori ambientali ed epigenetici agiscono a livello molecolare per alimentare le disparità sanitarie. Live Science ha parlato con Maunakea per approfondire come l’epigenetica influisce sulla salute e cosa sta scoprendo la sua ricerca su come l’epigenetica contribuisca a guidare le disparità sanitarie nelle popolazioni native hawaiane.
Sophie Berdugo: Può spiegare come genetica ed epigenetica interagiscono in un contesto sanitario?
Alika Maunakea: È un po’ complicato perché ci sono molte sfumature e variabilità nella comprensione del contesto alla base del rischio di malattia che non è solo plasmato dalla predisposizione genetica, ma anche da fattori ambientali e stile di vita, e persino da cose che i nostri nonni hanno vissuto. È qui che entra in gioco l’epigenetica.
L’epigenetica è questo stato intermedio tra l’ambiente e il genoma, e aiuta a regolare il genoma. Quindi, anche se si porta un rischio genetico, non significa necessariamente che quel rischio si manifesterà.
Il Professor Alika Maunakea dirige il Maunakea Lab all’Università delle Hawaii a Manoa.
(Image credit: OZY Magazine)
Si relazionano tra loro perché ci sono certe regioni del genoma dove, se c’è un polimorfismo — un cambiamento — nella sequenza, questo a volte può causare un cambiamento nel pattern epigenetico. Quindi c’è questa connessione intrecciata tra i due. In alcuni casi, è difficile separare completamente la variabilità genetica che conferisce un rischio di un particolare esito dalla variabilità epigenetica che contribuisce a quel medesimo rischio.
Se gran parte della variabilità epigenetica contribuisce a quel rischio — piuttosto che la variabilità genetica — allora c’è la possibilità che ci siano cambiamenti nello stile di vita, cose che si possono modificare a livello individuale per rimodellare l’epigenoma, che aiuterebbero quindi a ridurre quel rischio. Quindi c’è ancora molto lavoro [da fare] riguardo alla comprensione di quella connessione, e richiederà un approccio multidisciplinare e l’integrazione di molteplici tipi di dati.
SB: Cosa l’ha spinta a interessarsi a questo campo?
AM: Mia bisnonna era una guaritrice hawaiana — quella che chiamiamo “kahuna la’au lapa’au” — e mi ha insegnato “nā mea Hawai’i”, quindi “tutte le cose hawaiane”. C’era una profonda comprensione e riconoscimento di come il mantenimento di un ambiente costruito e naturale sano intorno a noi plasmi effettivamente la nostra salute e il nostro benessere.
Ero veramente interessato a capire perché la nostra popolazione, i nativi hawaiani, ha una maggiore prevalenza di specifiche condizioni croniche che non avevamo prima della occidentalizzazione, e cercare di capire perché la vediamo più precocemente, in età più giovane, nella nostra popolazione rispetto ad altre popolazioni? Era qualcosa che mi turbava profondamente. Volevo capirlo meglio a livello cellulare e genico, quindi penso di essere stato naturalmente attratto dall’epigenetica perché credo spieghi quel fenomeno.
Il mio obiettivo principale è davvero applicare quelle informazioni in un contesto più clinico e basato sulla comunità, dove tali informazioni possono essere utilizzate per abilitare strumenti e approcci che aiuterebbero a ridurre l’insorgenza di questi disturbi nella nostra comunità.
Quello che stiamo imparando ora è che, in effetti, i processi epigenetici possono precedere i sintomi della malattia. Possiamo effettivamente identificare alcuni dei primi indicatori delle traiettorie della malattia prima della nostra diagnosi clinica, utilizzando analisi epigenetiche. Cercare di capire come questo possa giocare un ruolo nell’abilitare la prevenzione è una cosa molto importante nel mio laboratorio al momento.
SB: Quali condizioni sanitarie esamina nella sua ricerca?
AM: Una delle condizioni che stiamo esaminando è il diabete di tipo 2, che ha una prevalenza così elevata tra i nativi hawaiani. È tre volte superiore rispetto ad altre popolazioni nello stato, oltre a un’insorgenza più precoce del disturbo: circa 10-15 anni più giovane in cui i nativi hawaiani vengono diagnosticati con diabete di tipo 2 rispetto ad altre popolazioni nello stato. [Hanno anche] tassi di mortalità più elevati a causa del diabete di tipo 2 e di altre condizioni croniche.
Prima della colonizzazione [contatto pre-occidentale nel 1778], non abbiamo mai avuto [condizioni croniche come il diabete di tipo 2] come problema nella nostra popolazione. I nostri “kahuna la’au lapa’au” [guaritore hawaiano], come mia bisnonna, hanno dovuto inventare nuovi termini per descriverle basandosi sul fenotipo [come si manifesta la condizione]. Quindi la chiamiamo [diabete di tipo 2] “mimi koko”, che significa “sangue dolce”.
Il primo arrivo documentato di europei nelle isole hawaiane nel 1778 portò cambiamenti significativi alle diete e agli stili di vita, e introdusse nuove malattie, devastando le comunità locali.
(Image credit: Michael Nicholson / Contributor via Getty images)
Non è chiaro quanto del nostro genotipo sia realmente correlato a quel rischio di malattia, ma pensiamo che i fattori ambientali e i cambiamenti avvenuti dopo la colonizzazione e l’occidentalizzazione, e i cambiamenti nel nostro stile di vita e nella nostra società — l’interruzione e in particolare lo sfollamento — ci abbiano spinto a questo stato in cui si verifica questa maggiore incidenza di queste condizioni. E quindi stiamo cercando di capire cosa, a livello molecolare, stia plasmando quegli esiti e come possiamo usare quelle informazioni per prevenire che ciò accada in primo luogo.
Una delle domande che è emersa immediatamente è: cosa c’è veramente dietro l’età di esordio più precoce? Perché non solo abbiamo una maggiore prevalenza, ma perché sta accadendo in età più giovane? Quella domanda rimane ancora da chiarire, ma pensiamo che certi tratti, come l’obesità, modifichino quel rischio.
Per affrontare quella domanda, allora, dobbiamo capire, a livello molecolare, se ci sono interruzioni nel processo di invecchiamento in questa popolazione. Ci sono differenze nelle vulnerabilità all’invecchiamento in questa popolazione rispetto ad altre popolazioni che potrebbero essere influenzate da questi fattori ambientali?
Esiste un fenomeno chiamato “invecchiamento epigenetico”, su cui Steve Horvath nel 2013 pubblicò inizialmente un articolo, e identificò che ci sono alcuni siti nel genoma che sono regolati epigeneticamente — in particolare dalla metilazione del DNA — che correlano molto bene con l’età cronologica in una popolazione sana.
Ma c’erano alcuni individui che presentavano quelli che definiremmo degli outlier in questa relazione, dove c’erano casi in cui gli individui sembravano avere un’età epigenetica stimata più alta rispetto alla loro età cronologica. Quindi sembravano [stare] biologicamente invecchiando più velocemente di quanto dovrebbero normalmente. E poi c’erano anche persone all’estremità opposta, dove la loro età epigenetica stimata appariva più giovane della loro età cronologica. E pensiamo che ciò corrisponda alla salute in generale.
Abbiamo trovato qualcosa di simile nella popolazione nativa hawaiana: c’è una maggiore frequenza di individui nella popolazione nativa hawaiana che sembrano, a livello molecolare, invecchiare più velocemente di quanto dovrebbero rispetto ad altre popolazioni, come le popolazioni bianche e nippo-americane nello stato delle Hawaii.
E sappiamo che ciò corrisponde alla maggiore prevalenza di queste condizioni croniche che vediamo, come il diabete nei nativi hawaiani rispetto a queste altre popolazioni, così come alcuni di questi fattori di rischio, come l’obesità. E l’abbiamo visto nella nostra comunità. Gli individui che vivono in quartieri socioeconomicamente più poveri tendono ad avere questo invecchiamento accelerato.
La ricerca suggerisce che più nativi hawaiani hanno un tasso accelerato di invecchiamento epigenetico rispetto ad altre popolazioni nello stato delle Hawaii.
(Image credit: Krot Studio via Getty images)
Stiamo imparando che ci sono alcuni fattori di stile di vita a livello individuale che possono effettivamente potenzialmente modificare quel rischio [epigenetico]. Abbiamo identificato che anche tra i nativi hawaiani che vivono in aree socioeconomicamente più povere, a livello individuale, se c’è un maggiore grado di attività fisica, nonché di istruzione — e in alcuni casi anche di nutrizione — tende ad esserci un invecchiamento biologico più vicino alla normalità tra quegli individui, anche all’interno di quella popolazione.
E quindi ciò ci ha indicato che, mentre c’è un rischio maggiore per gli individui che presentano questo invecchiamento accelerato di malattie come il diabete, quel rischio potrebbe essere potenzialmente modificato intraprendendo cambiamenti di stile di vita più sani.
Ora non stiamo solo vedendo che c’è questa disparità e potenzialmente un meccanismo che potrebbe sottenderla, ma alcuni indizi su quali tipi di fattori ambientali potrebbero plasmare quel processo molecolare.
Abbiamo uno studio pilota che abbiamo pubblicato alcuni anni fa mostrando chiaramente che tra i nativi hawaiani diabetici, quando si impegnano in un intervento sullo stile di vita che include il supporto sociale, in particolare, non solo migliorano il controllo glicemico — che è lo scopo principale di questo intervento, in realtà — attraverso questa modificazione dello stile di vita in un periodo di 12 settimane, ma abbiamo anche dimostrato che le cellule che si relazionano all’infiammazione, il comportamento di quelle cellule, è effettivamente modificato da quell’intervento, e sembrano effettivamente essere meno infiammate. [Il controllo glicemico è la gestione dei livelli di glucosio nel sangue.]
Anche gli epigenomi di quelle cellule vengono modificati secondo uno schema simile a uno stato non diabetico.
Quindi pensiamo che quelle cellule giochino un ruolo nella patologia e nell’eziologia [causa] della malattia e della disregolazione metabolica negli individui diabetici. Ma pensiamo anche che la modificazione del loro stato infiammatorio possa effettivamente contribuire al miglioramento del controllo glicemico. Stiamo quindi cercando di capire quanta parte del pattern epigenetico possa essere associata a quell'[infiammazione].
Stiamo trovando associazioni molto chiare che indicano che potenzialmente possiamo usare quelle informazioni anche per identificare interventi più efficaci che potrebbero effettivamente mirare a questo processo [epigenetico], dove possiamo ridurre lo stato infiammatorio di questi individui a livello cellulare e molecolare.
Speriamo davvero che possa essere utile per la prevenzione, perché possiamo identificarle molto precocemente, prima della diagnosi clinica. [Nota dell’editore: questi risultati non sono stati pubblicati su una rivista peer-reviewed.] E pensiamo che se possiamo farlo a livello individuale, specialmente in una popolazione ad alto rischio, allora possiamo raccomandare interventi appropriati — o ottimizzare quelli esistenti — per mirare ai cambiamenti nell’epigenoma che poi hanno questo effetto sulla fisiologia e sugli esiti della condizione stessa. Quindi è qualcosa che stiamo cercando di sviluppare ulteriormente.
SB: Quanto è dispendioso in termini di risorse ispezionare l’epigenoma di un individuo?
AM: Purtroppo, è dispendioso in termini di risorse, in questa fase. Quindi penso che ci vorrà del tempo per sviluppare nuove tecnologie e strumenti che siano più mirati e che possano essere utilizzati in un contesto più clinico.
Ma con il sequenziamento del genoma che è più conveniente di quanto non sia mai stato prima e con il costo ridotto verso cui si sta ora muovendo, ciò aumenta la fattibilità di adottare alcuni di questi approcci.
Nota dell’editore: questa intervista è stata condensata e modificata per chiarezza.