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Come i conflitti dei genitori si tramandano ai figli - la rivoluzione epigenetica

Sei come tuo padre!

Almeno una volta nella vita abbiamo sentito pronunciare una frase simile da parte di una madre che esprimeva disappunto per il comportamento dei propri figli.
Potrebbe sembrare un semplice sfogo, eppure dai più recenti studi di epigenetica (dal 2014 ad oggi) pare che il comportamento nella risposta allo stress venga trasferito da genitore a figlio, e probabilmente anche ai nipoti... come si suol dire, “tale padre, tale figlio” sembra acquisire un fondamento scientifico.


LO STRESS SI TRAMANDA PER ALMENO DUE GENERAZIONI

Andiamo per gradi.
Uno studio su topi del 2014, pubblicato sulla rivista “Nature Neuroscience” (Fonte: Nature), mostrava che le caratteristiche specifiche dell'ambiente genitoriale nel periodo prima del concepimento possono influenzare la struttura e la funzione del sistema nervoso sensoriale olfattivo dei discendenti, fino a due generazioni.

Topi maschi venivano sottoposti ad un composto aromatico, l’acetofenone, per indurre una forte sensibilità e reazioni di stress notevoli in presenza di quell’odore. A distanza di tempo dall’esposizione, i topi venivano fatti accoppiare con femmine che non erano mai entrate in contatto con la sostanza.
Ebbene: la prole presentava la stessa sensibilità stressoria dei padri, fino a due generazioni successive!
Non solo: i figli avevano ereditato la memoria dello stress anche senza essere mai entrati in contatto con il genitore, per questo era da escludere anche un qualsiasi condizionamento di tipo comportamentale.

Questi risultati furono approfonditi da indagini neuroanatomiche e genetiche, secondo le quali risultò sia nel padre che nei figli la medesima modificazione strutturale delle aree cerebrali olfattive e la presenza di specifici marcatori epigenetici sui geni della percezione dell’odore nelle cellule spermatiche.
Nonostante i figli non fossero mai venuti in contatto con la sostanza in esame.

Lo studio dimostrò chiaramente che stimoli ambientali vissuti dal padre modificano l’espressione genica attraverso meccanismi di regolazione epigenetica, e che queste modificazioni specifiche vengono impresse negli spermatozoi e quindi trasmesse ai posteri, sicuramente almeno fino a due generazioni.


COSA VEICOLA CONCRETAMENTE LA MEMORIA CONFLITTUALE

Un importante passo successivo nella ricerca si ebbe nel 2015 (Fonte: PNAS e commento di Le Scienze), quando si scoprì che i veicoli della trasmissione transgenerazionale dello stress sono molecole di RNA non codificanti (cioè non portatori di geni, ma solo con funzioni di regolazione nell’espressione genica) chiamati microRNA.
Questi miRNA (sigla contratta) sarebbero quindi i responsabili di espressioni geniche specifiche in risposta a stimoli ambientali specifici, e sono trasmessi dai padri mediante lo spermatozoo.

L’esperimento: maschi adulti di topo venivano sottoposti all’odore di urina di un predatore per un certo periodo precedente la fecondazione. Dalla fecondazione nasceva una prole che manifestava alti livelli di stress proprio come nei padri.
Fino a qui si confermano le ricerche precedenti.

Si è però anche studiato che negli spermatozoi dei topi stressati vi fosse un incremento dell’azione di nove miRNA, incremento che non compariva nel gruppo di controllo non sottoposto all’odore di urina.
E si è visto che, iniettando solo questi 9 miRNA attivati dentro la cellula uovo fecondata di una femmina, nascevano figli con elevate reazioni allo stress, proprio come succedeva nel padre fornitore del gamete maschile.

Ciò confermava che è proprio questo materiale miRNA di origine paterna ad influenzare l’espressione dei geni dei discendenti.


LE ULTIME ACQUISIZIONI SUI MECCANISMI DI TRASMISSIONE GENERAZIONALE DEI TRAUMI

Allo stato attuale, nel novembre del 2018 un altro studio ci permette di fare un ulteriore passo avanti nella comprensione dei meccanismi di trasmissione della risposta allo stress da genitore a figlio.

La ricerca preliminare, illustrata nelle scorse settimane durante l'annuale meeting della Society for Neuroscience a San Diego (Fonte: lo studio, Scientific American e traduzione Le Scienze), mostra che il materiale genetico miRNA si trasferisce mediante un sistema di micro vescicole cellulari, che sono strutturate come i virus: piccole bolle che si staccano da una cellula e si fondono in un’altra, trasportando proteine, lipidi e acidi nucleici.

Esisterebbero quindi cellule sensibili ai cambiamenti ambientali che, mediante il “sistema postale” delle microvescicole cellulari (virus-like), passano l’informazione ad altre cellule come gli spermatozoi.

La ricercatrice Jennifer Chan, che ha collaborato nella ricerca con la neurobiologa Tracey Bale, ha individuato una tipologia di cellule che cresce intorno agli spermatozoi e assolve a questo compito di registrazione della memoria dello stress, e di trasferimento dell’ informazione ai gameti maschili in via di formazione.

La sperimentazione su esseri umani non è tardata ad arrivare.
Allo stesso meeting di San Diego è stato presentato uno studio sullo sperma di studenti sotto lo stress degli esami universitari. Fonte: Scientific American
I risultati hanno confermato le attese: gli spermatozoi degli studenti stressati presentavano le modificazioni di micro RNA assenti invece nel gruppo di controllo.


LA RIVOLUZIONE EPIGENETICA E IL CONFLITTO GENERAZIONALE

Secondo uno dei dogmi classici della biologia (determinismo genetico), l'insieme dei caratteri ereditari trasmessi dai genitori alla prole non comprende informazioni acquisite nell'interazione con l'ambiente, ma la molecola di DNA sarebbe determinata alla nascita e non subirebbe l'influenza dell'esperienza dell'individuo.

Queste novità su una inattesa comunicazione intercellulare finora del tutto ignota sta acquisendo quindi sempre più importanza nella ricerca, perchè risponde ad una serie di quesiti che non hanno mai avuto risposta o ne hanno avute di poco soddisfacenti.

Il tema delle vescicole extra cellulari, che di fatto non sembrano cosa diversa dai virus, l’ho già trattato in questo articolo.
La ricerca sempre più vicina alla quarta legge biologica - i virus

La ricerca epigenetica sta aprendo scenari sconvolgenti e straordinariamente coerenti con il modello delle 5 leggi biologiche.
Queste scoperte non possono non farmi pensare alla prima legge biologica: le cellule rispondono allo stress ambientale percepito e le modificazioni coinvolgono i tre livelli psiche, cellule neuronali cerebrali e cellule somatiche (tessuti e organi).

Ma non finisce qui, perchè ora si aggiunge un nuovo e sostanziale elemento: una memoria cellulare, che veicola il conflitto biologico attraverso le generazioni successive, affinchè queste possano dare una nuova risposta al conflitto che diventa “generazionale”.

Ancora una volta il senso biologico si manifesta in tutta la sua disarmante essenzialità: massima efficienza per superare gli ostacoli evolutivi, minimo spreco di energia.

La biologia è così affascinante.



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