Come i nostri figli ereditano le nostre cattive abitudini

Quando si parla di teoria dell’evoluzione l’associazione con Darwin è scontata, un po’ meno quella con Lamarck. Lamarck fu un naturalista francese, nato alla fine del Settecento, che proposte la prima teoria dell’evoluzione. Lamarck credeva che l’evoluzione fosse un processo graduale di modificazioni che avvenivano durante la vita dell’organismo e trasferite geneticamente alla generazione successiva. L’esempio più celebre è sicuramente quello del collo della giraffa. Secondo il Lamarckismo, se una giraffa, per esigenze di sopravvivenza, si sforzava di raggiungere le foglie più alte dell’albero il suo collo, giorno dopo giorno, si sarebbe allungato e questo collo allungato sarebbe stato ereditato dalle generazioni future. Certamente, con le conoscenze di oggi sembra una teoria assurda, com’è possibile che caratteristiche che acquisiamo durante la nostra vita vengano passate ai nostri figli?

Lamarck potrà non aver ideato la migliore teoria dell’evoluzione, ma su una cosa aveva ragione. Quello che ci succede, quello che facciamo durante la nostra vita avrà ripercussioni sul genoma dei nostri figli e questo lo sappiamo grazie all’epigenetica.

L’epigenetica è la branca della scienza che studia i cambiamenti ereditari fenotipici, ma che non sono osservabili come variazioni genetiche. In sostanza, l’epigenetica studia come la nostra dieta, l’attività fisica, l’esposizione ad agenti chimici o fattori ambientali modificano l’espressione dei nostri geni, senza modificare il nostro DNA.

Le modifiche epigenetiche consistono in varie molecole che occupano o liberano porzioni del DNA rendendolo più o meno accessibile alla successiva trascrizione. Quindi le modifiche epigenetiche possono bloccare la trascrizione dei geni in mRNA, una forma instabile di acidi nucleici usata come “istruzioni monouso”, e conseguentemente bloccare la produzione di proteine.

In altre parole: immaginate che il nostro DNA sia un messaggio criptato contenente le istruzioni per costruire una macchina molto complessa. L’epigenoma (l’insieme di molecole che possono fare modifiche epigenetiche) sarà la nostra macchina per il decrittaggio. Se la nostra macchina non decripta, non avremo accesso alle informazioni del messaggio criptato e non potremo costruire la nostra macchina molto complessa.

Le modifiche epigenetiche posso essere di tantissime tipologie diverse. Le principali sono: la metilazione del DNA, la modifica degli istoni e la produzione di RNA non codificanti.

Senza complicare ulteriormente l’argomento, sono importanti alcuni chiarimenti. Il DNA non è presente come un lungo filamento libero all’interno delle cellule, ma è fittamente impacchettato utilizzando diverse proteine. Le principali sono sicuramente gli istoni, gruppi di proteine che formano delle “sfere” a cui si avvolge il DNA. Modifiche agli istoni permetto di stringere o rilassare il DNA che è avvolto intorno agli istoni, rendendo più o meno raggiungibili i geni. Le metilazioni del DNA, invece, indicano le aggiunte di gruppi metile (composto da un atomo di carbonio e tre di idrogeno -CH3) ad alcuni nucleotidi. Questa aggiunta, è interessante specificare, avviene solitamente in zone di DNA dense di CG (i nucleotidi citidina e guanosina), anche definite come CpG island. L’aggiunta o la rimozione di gruppi metile, come nel primo caso, può rendere più difficoltoso o semplificare l’accesso ai geni, utili alla produzione di proteine. Infine, gli RNA non codificanti, servono a bloccare gli mRNA, o anche detti RNA codificanti, quelli utili alla produzione di proteine.

Le dinamiche epigenetiche nel tempo possono essere divise in 3 gruppi. Il primo di tipo diretto (DE) e gli altri due di tipo indiretto (WIE, AIE). Il primo gruppo (direct epigenetic, DE) rappresenta tutte le modifiche epigenetiche che avvengono durante la vita dell’individuo grazie a esperienze dirette (dieta, esercizio fisico, fumo etc.). Il secondo gruppo (within indirect epigenetic, WIE) indica tutte le modifiche epigenetiche che avvengono durante la gestazione all’interno dell’utero. Infine, il terzo gruppo (across indirect epigenetic) si riferisce a tutte quelle modifiche che sono avvenute nei predecessori (genitori, nonni etc.) e si sono trasmesse per via ereditaria, seguendo la teoria Lamarckiana (1).

Esperimenti su topi hanno dimostrato come le due generazioni successive a genitori obesi mantenevano un aumentata corporatura e insensibilità all’insulina (2).

È stato, anche, osservato come i figli dei sopravvissuti all’olocausto ereditassero i segni della terribile esperienza manifestando una maggiore fragilità allo stress e solo in rari casi una maggiore resilenza (3). Lo stesso è stato osservato in figli di veterani di guerra o di famiglie di rifugiati (4).

In modo analogo, esperienze positive o ambienti di crescita stimolanti, sembrano avere effetti positivi sulle generazioni successive, come suggerisce uno studio effettuato su topi (5).