Globuli rossi: individuati i geni fondamentali per formazione e funzionamento

Sono 75 le regioni del genoma – o loci – che hanno influenza sui globuli rossi umani, secondo una nuova ricerca pubblicata sulla rivista “Nature”da una collaborazione internazionale a cui hanno partecipato anche molti istituti italiani, che ha analizzato in dettaglio come vengono determinati geneticamente i diversi fenotipi dell’emoglobina sui fattori responsabili dell’anemia, un disturbo con un enorme impatto sanitario globale.

L’emoglobina è una proteina contentente ferro che si trova nei globuli rossi di tutti i vertebrati e che fornisce il meccanismo principale di trasporto dell’ossigeno nella circolazione sanguigna. I diversi parametri che regolano questa fondamentale funzione fisiologica, che vanno sotto il nome complessivo di fenotipo dell’emoglobina, variano da persona a persona.

I principali parametri, valutati con l’emocromo – l’esame dei componenti cellulari del sangue – sono la conta eritrocitaria (numero di globuli rossi per unità di volume), l’ematrocrito (percentuale di volume occupata dai globuli rossi), il volume cellulare medio, il livello di emoglobina e la concentrazione dell’emoglobina all’interno dei globuli rossi. L’anemia, ovvero un basso tasso sanguigno di emoglobina, definito internazionalmente da una concentrazione inferiore ai 13 g/dL negli uomini e di 12 g/dL nelle donne, è un problema di enorme importanza in tutto il mondo, soprattutto per la popolazione infantile.

Nella determinazione del fenotipo dell’emoglobina ha un ruolo fondamentale la componente genetica. Questo ha indotto a effettuare un’ampia metanalisi degli studi di associazione sull’intero genoma (GWAS), che analizzano tutti o quasi i geni di una popolazione per mapparne la variabilità. Gli studiosi hanno poi proceduto alla ricerca delle varianti geniche associate ai diversi tratti fenotipici che riguardano l’emoglobina. Sono poi stati combinati i dati relativi a 71.861 individui di origine europea e Sud Asiatica, individuando più di 67.000 polimorfismi di singolo nucleotide (SNP) sul cromosoma X e più di 2,6 milioni di SNP sugli altri cromosomi.

Questo lavoro ha portato all’identificazione di 75 loci genetici indipendenti associati a uno o più fenotipi di globuli rossi, che complessivamente spiegano il 4-9 per cento della variabilità individuale di ciascun tratto. Successive e più approfondite analisi bioinformatiche hanno permesso d’individuare 121 possibili geni coinvolti in funzioni rilevanti per la biologia dei globuli rossi. Di questi, 43 sono coinvolti della determinazione fenotipica della produzione dei globuli rossi anche in organismi più semplici di quello umano, come il topo comune (Mus musculus) o il moscerino della frutta (Drosophila melanogaster), entrambi molto usati negli studi di laboratorio.

I risultati – concludono gli autori – gettano una nuova luce nei meccanismi e sui cammini biologici che controllano la formazione e il funzionamento dei globuli rossi, aprendo la strada a potenziali nuovi bersagli terapeutici per le patologie che colpiscono queste cellule.