Cambiamenti nel tuo genoma sentito attraverso le generazioni

Sappiamo tutti che le informazioni vengono trasmesse da una generazione alla successiva attraverso i geni. Ma che dire di un altro tipo di cambiamento non genico nel tuo DNA, chiamato epigenetica?

Letteralmente significa "sopra i geni", i cambiamenti epigenetici sono modifiche chimiche al tuo DNA che agiscono come interruttori "on / off" per i geni, cambiando l'espressione genica senza alterare direttamente il codice del gene. Un gene viene "spento" quando viene allegata una modifica e "riacceso" quando la modifica viene rimossa. La modifica più discussa è la metilazione del DNA, in cui un piccolo gruppo metilico (CH3) viene aggiunto al DNA.

I cambiamenti epigenetici sono reversibili e possono essere facilmente modificati dall'ambiente. La registrazione dei cambiamenti epigenetici in tutto il genoma si chiama epigenoma. È importante sottolineare che l'epigenoma può essere tramandato di generazione in generazione, influenzando i tratti dei bambini alterando l'espressione genica senza cambiare il codice del DNA.

Sebbene la tua salute dipenda dai geni e dall'epigenoma con cui sei nato, hai ancora il controllo degli effetti del tuo stile di vita. In che modo le tue attività e le tue scelte di vita influenzano il tuo epigenoma e in che modo questi cambiamenti hanno impatto sulle generazioni future?

Epigenetica e relazione con la salute

Tutto ciò che fai influenza il tuo epigenoma, dal tuo ambiente e dalle abitudini del sonno alla dieta e all'esercizio fisico. L'epigenetica svolge anche un ruolo importante nelle malattie, in particolare i tumori, quindi è importante capire come alterare l'epigenoma.

Molti aspetti possono influenzare le modifiche epigenetiche, comprese quelle che è possibile (verde) e che non è possibile (rosso). Fonte: nutrienti.

Si ritiene che i composti di alcuni alimenti proteggano dal cancro influenzando le modificazioni epigenetiche. L'aumentata metilazione di alcune regioni del DNA, chiamate promotori genici, disattiva i geni.

Gli acidi grassi omega 3 EPA e DHA (presenti nell'olio di pesce) sono antinfiammatori perché disattivano l'espressione di un enzima infiammatorio (COX-2) attraverso la metilazione del suo promotore. È noto che i polifenoli (presenti nel tè verde, nel caffè, nel vino rosso, nella frutta e nelle verdure) attivano determinati geni mediante demetilazione diretta o inibizione degli enzimi di metilazione. Il folato (che si trova nelle verdure a foglia verde scuro o assunto come integratore) viene convertito in un importante donatore di metile, che può quindi metilare il DNA. L'assunzione di folati è collegata alla maggiore metilazione di un gene specifico del fattore di crescita (IGF2), che disattiva il fattore di crescita e può aiutare a prevenire il cancro, come il cancro del colon-retto.

Tuttavia, non tutte le scelte dietetiche causano effetti epigenetici positivi. Il consumo di alcol è stato collegato a cambiamenti epigenetici dannosi e diversi tumori. Vari geni sono stati "disattivati" attraverso una maggiore metilazione del promotore nei pazienti con carcinoma del colon-retto che hanno bevuto pesantemente rispetto a quelli che hanno bevuto poco o niente alcol. I geni coinvolti in due percorsi regolatori (MGMT e WNT) sono stati "disattivati" attraverso un aumento della metilazione del promotore nei pazienti con carcinoma della testa e del collo che hanno bevuto rispetto ai non liquidi.

Mentre l'esercizio è noto per la sua moltitudine di effetti benefici sulla salute, è stato anche collegato all'alterazione della metilazione del DNA.

Sei mesi di esercizio aerobico hanno causato cambiamenti nella metilazione del DNA nei muscoli e nei tessuti adiposi, che hanno influenzato direttamente la creazione e la conservazione del grasso. L'esercizio fisico nei giovani sedentari ha mostrato una ridotta metilazione in un muscolo della gamba (vasto laterale) in alcuni promotori di geni coinvolti nel metabolismo (PGC-1α, PDK4 e PPAR-δ), che ha aumentato il metabolismo in modo benefico.

Gli effetti epigenetici dell'allenamento sono stati studiati in 23 giovani adulti sani. Per tre mesi, i partecipanti hanno esercitato una gamba andando in bicicletta mentre riposava l'altra gamba, ogni partecipante fungeva da proprio controllo. La metilazione aumentata o diminuita è stata osservata in oltre 5.000 punti del genoma delle cellule muscolari delle gambe durante l'esercizio. La maggior parte dei geni interessati sono stati coinvolti nell'infiammazione, nel metabolismo energetico e nella risposta all'insulina con i cambiamenti epigenetici che hanno portato a muscoli più sani.

La metilazione del DNA alterata è comunemente osservata nel cancro. È stato suggerito l'esercizio per fornire effetti anticancro protettivi attivando i geni soppressori del tumore attraverso la riduzione della metilazione. Tuttavia, la complessità della misurazione di esercizi auto-riportati da piccoli gruppi di persone e con risultati diversi da vari studi non consente di trarre conclusioni più solide.

Ciò che scegli per il tuo stile di vita influenzerà solo parzialmente il tuo epigenoma - alcune modifiche potrebbero essere state aggiunte prima della tua nascita.

Eredità epigenetica

Il tuo epigenoma non è interamente tuo: hai ereditato alcuni marker epigenetici dai tuoi genitori, nonni e oltre. Ciò significa che gli stili di vita e le esperienze dei tuoi antenati hanno influenzato il tuo epigenoma e, a sua volta, modellerai l'epigenoma dei tuoi figli.

I cambiamenti epigenetici possono essere ereditari e possono essere tramandati attraverso le generazioni. Quando una donna è incinta, tre generazioni sono direttamente influenzate dal suo stile di vita: 1) se stessa, 2) suo figlio e 3) i suoi nipoti (tramite le uova o lo sperma di suo figlio).

Lo stile di vita e l'ambiente di una madre incinta possono influenzare direttamente tre generazioni contemporaneamente. Fonte: learn.genetics.utah.edu

L'epigenetica è particolarmente importante durante due periodi chiave: "finestre critiche" nello sviluppo iniziale e "transizioni dietetiche" negli adulti, come eccesso di cibo cronico, dieta ricca di grassi o restrizione calorica cronica.

L'alimentazione materna è stata collegata a cambiamenti epigenetici nei loro bambini. La dieta da sola è stata usata per influenzare l'aspetto, la longevità e la suscettibilità alle malattie dei topi. I topi agouti in gravidanza, noti per i loro cappotti d'oro, l'obesità e la maggiore suscettibilità al cancro e al diabete, sono stati nutriti con cibi ricchi di donatori di metile, come cipolle, aglio e barbabietole. Sebbene il gene agouti dannoso sia stato tramandato da madre a bambino, l'aumento della metilazione del gene dalla dieta ricca di metile ha "spento" il gene, producendo bambini che erano marroni, magri, vivevano più a lungo ed erano meno sensibili al cancro e al diabete . L'integrazione della nutrizione materna con donatori di metile come il folato, originariamente destinato a prevenire i difetti del cervello e della colonna vertebrale, può anche alterare la regolazione del gene epigenetico durante lo sviluppo dell'embrione.

Una dieta ricca di donatori di metile (acido folico, colina e vitamina B12) consumata durante la gravidanza ha

Sebbene si ritiene che un regolare esercizio fisico moderato durante la gravidanza sia benefico sia per la madre che per il bambino, ci sono poche ricerche sui cambiamenti epigenetici indotti dall'esercizio materno. Una migliore salute cardiovascolare (diminuzione della frequenza cardiaca fetale e aumento del volume dell'ictus) è stata osservata nei bambini a 36 settimane di gestazione in donne in gravidanza che si esercitano regolarmente. I topi nati da madri che correvano su una ruota volontariamente avevano aumentato la creazione di neuroni in una parte specifica del cervello (l'ippocampo). Miglioramento della regolazione dello zucchero e sensibilità all'insulina sono stati osservati nei ratti neonati le cui madri correvano su una ruota volontariamente prima del concepimento e durante il periodo di accoppiamento. L'esercizio materno può anche ridurre il rischio di sviluppare malattie come il diabete e le malattie cardiovascolari nei loro bambini da adulti.

Puoi conoscere il tuo epigenoma attraverso il test del DNA?

I test genetici possono rivelare quali geni porti e come influenzano la tua salute e i tuoi tratti, ma non ti dicono nulla sul tuo epigenoma. Poiché la metilazione è reversibile, è difficile studiare la metilazione del DNA. Sebbene ci siano modi per rilevare la metilazione del DNA in laboratorio, la scienza non è ancora ampiamente trasferita ai pazienti.

Ci sono alcuni test clinici disponibili per rilevare il cancro identificando i marcatori epigenetici unici della cellula cancerosa. La società Epigenomics offre "test a base di sangue minimamente invasivi" in grado di rilevare il cancro del colon-retto o del polmone nel sangue. Un altro test epigenetico, chiamato EPICUP, può determinare il tipo di tumore primario che causa metastasi in un malato di cancro.

Un'altra società Episona ha l'unico test di fertilità epigenetica disponibile per lo sperma.

Con l'aumento della popolarità dei test genetici, in particolare dei kit diretti al consumatore, è solo una questione di tempo prima che siano disponibili kit di test epigenetici diretti al consumatore.

Originariamente pubblicato su www.geneticsdigest.com il 15 dicembre 2018.