Interazioni geni – ambiente: equazione imprevedibile

Una delle prospettive più interessanti della medicina – spiegano gli esperti – è rappresentata dalla possibilità di mettere a punto terapie personalizzate sulla base del profilo genetico del paziente.

Ma quanto contano i geni nell’insorgenza di una patologia? Alla domanda hanno risposto i ricercatori della Washington University School of Medicine a St. Louis guidati da Barack Cohen, sottolineando in un nuovo studio pubblicato online su PLoS Genetics come per molte patologie la genetica abbia, agli effetti pratici, un’importanza limitata. Come già evidenziato da numerose ricerche, infatti, il DNA interagisce con l’ambiente secondo meccanismi difficili da prevedere, anche in organismi semplici come i lieviti.

Per analizzare l’interazione geni-ambiente a un livello fondamentale, i ricercatori hanno preso in considerazione il lievito della specieSaccharomyces cerevisiae, diffusamente utilizzato nella preparazione alimentare per la lievitazione di cibi e per la fermentazione alcolica, e lo hanno fatto crescere in vari ambienti, focalizzando la propria attenzione sulla produzione di spore.

In una precedente ricerca lo stesso gruppo di studiosi era riuscito a scoprire che sole quattro mutazioni, note come polimorfismi a singolo nucleotide (SNP), rendono conto del 90 per cento dell’efficienza di tale processo. Ma in quello studio, il cui risultato fu oggetto di un articolo pubblicato nel 2009 sulla rivista Science, fu utilizzato un unico terreno di coltura, il glucosio.

Ora, invece, sono stati studiati due ceppi di S. cerevisiae con tutte e 16 le possibili combinazioni dei quattro SNP in differenti ambienti: glucosio, fruttosio, saccarosio, maltosio, raffinosio pentaidrato, succo d’uva, galattosio e una combinazione di glucosio e fruttosio.

Con sorpresa, i ricercatori hanno scoperto che gli effetti dei quattro SNP sulla produzione di spore cambiava drasticamente tra i diversi ambienti. Gli effetti delle combinazioni di SNP in un certo ambiente non consentivano di prevedere in modo accurato gli effetti delle stesse mutazioni in altri ambienti.

Per esempio, una combinazione incrementava l’efficienza di sporulazione del 40 per cento nel glucosio e dell’80 per cento nel raffinosio pentaidrato.

“Avere una particolare combinazione di SNP non è dunque un buon predittore del destino del lievito, se non si conosce l’ambiente in cui esso vive”; ha sottolineato Cohen. “Rapportato all’essere umano, questa circostanza si complica enormemente”.

Com’è possibile misurare l’effetto dell’ambiente su una persona? E quale arco temporale di influenza occorrerebbe considerare? L’unica, via, anche se per ora assai lontana dalla realizzazione è, secondo Cohen, l’individuazione di una “firma molecolare” che l’ambiente lascerebbe sul metabolismo dell’organismo umano. Consumando molti grassi si eleva il livello di trigliceridi, fumando il livello di nicotina e così via. Se la medicina si prefigge l’obiettivo delle cure personalizzate, in definitiva, occorre sviluppare preventivamente un valido modello statistico che comprenda tutto questo.