RIVOLUZIONE EPI-GENETICA: UN NUOVO APPROCCIO ALL’EVOLUZIONE 

“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 epi-genetica (condotti dal 2014 al 2018) pare proprio 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 tre generazioni:

 uno studio su topi svolto nel 2014 da un gruppo di ricercatori del Brain Research Institute dell’Università di Zurigo, pubblicato sulla rivista Nature Neuroscience (Fonte: Nature), ha mostrato che le caratteristiche specifiche dell’ambiente genitoriale nel periodo antecedente il concepimento possono influenzare la struttura e la funzione del sistema nervoso sensoriale olfattivo dei discendenti, fino a tre generazioni.

1° Esperimento:
maschi adulti di topo sono stati 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 sono stati fatti accoppiare con femmine che non erano mai entrate in contatto con quella sostanza. Ebbene: la prole presentava la stessa sensibilità stressoria dei padri, fino a tre generazioni successive. Non solo: i figli avevano ereditato la memoria dello stress anche senza essere mai entrati in contatto né con quella sostanza né con il genitore, motivo per il quale era da escludersi 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 stessa modificazione strutturale delle aree cerebrali olfattive e la presenza di specifici marcatori epi-genetici 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 ha dimostrato chiaramente che stimoli ambientali vissuti dal padre sono in grado di modificare l’espressione genica attraverso meccanismi di regolazione epi-genetica, e che queste modificazioni specifiche vengono impresse negli spermatozoi e quindi trasmesse ai discendenti, sicuramente almeno fino a tre 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 trans generazionale dello stress sono molecole di RNA non codificanti (ossia non portatrici di geni bensì solo con funzioni di regolazione nell’espressione genica) chiamate micro-RNA. Questi micro-RNA sarebbero dunque i responsabili di espressioni geniche specifiche in risposta ad altrettanto specifici stimoli ambientali, e vengono trasmessi dai padri mediante lo spermatozoo.

2° Esperimento:
maschi adulti di topo venivano sottoposti all’odore di urina di un predatore per un certo periodo antecedente la fecondazione. Dalla fecondazione nasceva una prole che manifestava elevati livelli di stress proprio come nei padri. Fino a qui sono state confermate in toto le ricerche precedenti ma con una novità sostanziale: negli spermatozoi dei topi stressati è stato rilevato un incremento dell’azione di nove micro-RNA, incremento che non compariva invece nel gruppo di controllo non sottoposto all’odore di urina. E si è altresì constatato che, iniettando solo questi nove micro-RNA nella cellula uovo fecondata di una femmina, nascevano figli con elevate reazioni allo stress, esattamente come succedeva nel padre fornitore del gamete maschile. Ciò ha confermato che è proprio questo materiale micro-RNA di origine paterna ad influenzare l’espressione dei geni dei discendenti.

L’équipe di Zurigo ha anche osservato che i topi traumatizzati modificavano il loro comportamento. Per esempio perdevano la naturale avversione agli spazi aperti e alla luce e mostravano segni di depressione, caratteristiche che tramite gli spermatozoi venivano trasferite alla prole sebbene gli esemplari della progenie non avessero precedentemente subito stress o traumi. Anche il metabolismo dei cuccioli di topo stressato cambiava: i livelli di insulina e di zuccheri nel sangue, ad esempio, erano inferiori rispetto a quelli dei topolini nati da genitori non esposti al trauma.

“Siamo stati in grado di dimostrare per la prima volta – ha riassunto la coordinatrice Dott.ssa Isabelle Mansuy – che le esperienze traumatiche influenzano il metabolismo a lungo termine, che i cambiamenti indotti sono generazionali e che gli effetti del trauma ereditato sul metabolismo e sui comportamenti psichici persistono almeno fino alla terza generazione.”

Lo squilibrio dei micro-RNA nello sperma si è dimostrato dunque un fattore chiave per il passaggio degli effetti del trauma da genitore a figlio.

 

Le ultime acquisizioni sui meccanismi di trasmissione generazionale dei traumi:

allo stato attuale, nel novembre del 2018 un altro studio permette di compiere un ulteriore passo in avanti nella comprensione dei meccanismi di trasmissione della risposta allo stress (trauma) da genitore a figlio.

La ricerca preliminare, illustrata durante l’annuale meeting della Society for Neuroscience a San Diego in California (Fonte: lo studio, Scientific American e traduzione Le Scienze), ha mostrato che il materiale genetico micro-RNA 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 micro-vescicole 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 (trauma), 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 (trauma) degli esami universitari. Fonte: Scientific American. I risultati hanno puntualmente confermato le attese: gli spermatozoi degli studenti stressati (traumatizzati) presentavano le modificazioni di micro-RNA assenti invece nel gruppo non sottoposto al fattore di stress (trauma).

 

La rivoluzione epi-genetica 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, infatti la molecola di DNA sarebbe già determinata alla nascita e non subirebbe in alcun modo l’influenza dell’esperienza dell’individuo.

Queste novità su una inattesa comunicazione intercellulare finora del tutto ignota stanno aprendo scenari sconvolgenti ed acquisendo sempre maggiore importanza nella ricerca, poiché soddisfano tutta una serie di quesiti che non hanno mai avuto risposte o ne hanno avute solo di parziali.

Ora diventa possibile affermare che le cellule rispondono allo stress ambientale percepito e che le modificazioni coinvolgono sincronicamente i tre livelli: psiche (trauma emotivo), cellule neuronali cerebrali e cellule somatiche (tessuti e organi).

A questo inaspettato scenario si aggiunge un  nuovo e sostanziale elemento: una memoria cellulare che veicola il trauma o esperienza stressoria attraverso le generazioni successive, affinché queste possano dare una nuova e più funzionale risposta in prospettiva evolutiva al conflitto, che si configura in tal modo come “generazionale”.

Ancora una volta il senso biologico della Natura si manifesta e si esprime in tutta la sua essenzialità: massima efficienza per superare gli ostacoli evolutivi con il minimo spreco di energia.

In conclusione, i sopra descritti esperimenti e ricerche condotti di recente anche su esseri umani hanno dimostrato che le esperienze traumatico-stressorie con i relativi aspetti comunicativi e le modalità percettivo-reattive attraverso cui le stesse sono state vissute dai genitori, nonni, bisnonni e antenati influenzano il metabolismo a lungo termine dei discendenti, che i cambiamenti anche a livello psichico indotti nei discendenti sono veicolati da memorie cellulari generazionali e che gli effetti della o delle memorie oggetto di quelle informazioni-esperienze traumatico-stressorie sul metabolismo e sui comportamenti psichici dei discendenti persistono almeno fino alla terza generazione.

Giuliano Santucci 

Fonte: https://www.giulianosantucci.org/
http://www.repubblica.it/scienze/2014/04/13/news/genitori-traumi_figli-83509020/