Esplorare l’eredità biologica del trauma infantile

Sappiamo dalla storia che le esperienze di trauma infantile possono avere effetti duraturi, con un impatto sia sul corpo che sulla salute mentale. La ricerca ha dimostrato che queste esperienze stressanti nella vita possono anche avere un impatto sui figli degli individui che hanno subito un trauma.

Questo contraddice alcune delle basi fondamentali dell’ereditarietà genetica. Come possono, le esperienze della vita, influenzare i nostri gameti – gli spermatozoi e le cellule uovo – che trasmettono le informazioni ereditarie attraverso il DNA alla nostra prole? Gli scienziati si stanno concentrando sul ruolo che l’epigenoma svolge in questo ambito.

Ereditarietà biologica del trauma infantile

L’epigenoma, che regola l’attività dei geni attraverso meccanismi che, in parole povere, comportano l'”accensione” e lo “spegnimento” dei geni, può essere influenzato da molecole biologiche.

Un nuovo studio guidato dalla professoressa Isabelle Mansuy, dell’Istituto di ricerca neurologica dell’Università di Zurigo ha individuato come i fattori circolanti nel sangue comunicano con i precursori embrionali dei gameti (cellule germinali), sia in modelli animali che in partecipanti umani.

Mansuy e colleghi hanno concentrato i loro sforzi sullo studio dell’impatto biologico del trauma. Hanno scoperto che le esperienze traumatiche nei primi anni di vita causano cambiamenti nella composizione del sangue – cioè i metaboliti – che vengono trasmessi alla generazione successiva.

Vi proponiamo l’intervista di Molly Campbell, scrittrice scientifica, alla professoressa Isabelle Mansuy. Scopo dell’intervista è approfondire il campo dell’eredità epigenetica, le specifiche dello studio e il possibile impatto che questi dati possono avere su questioni di salute pubblica.

L’intervista

Molly Campbell (MC): Il tuo nuovo studio contribuisce a un campo di ricerca noto come eredità epigenetica. Per i nostri lettori che potrebbero non averne familiarità, può dirci di più su questo campo di ricerca e sulle sue applicazioni?

Isabelle Mansuy (IM): Questo campo di ricerca studia una forma di ereditarietà che non è stata quasi mai studiata prima e che coinvolge fattori epigenetici. L’ereditarietà è tradizionalmente conosciuta come dipendente dalla genetica, e dal nostro codice genetico (o genoma), che viene trasferito dai genitori alla prole attraverso i gameti (cellule riproduttive: ovocita e spermatozoo). Questa è l’eredità innata, che è l’eredità dei tratti “naturali” o intrinseci. Ma c’è anche l’eredità acquisita, che è l’eredità dei tratti acquisiti durante la vita in seguito all’esposizione all’ambiente e alle esperienze di vita.

Questa forma di eredità dipende dall’epigenoma, che sono fattori correlati alla sequenza del DNA che regolano la sua attività. Le applicazioni sono ampie, e includono una migliore comprensione delle malattie legate all’ambiente/esperienze come i disturbi psichiatrici, le malattie autoimmuni, le malattie cardiovascolari, il cancro, ecc., le cui cause e meccanismi rimangono poco conosciuti e non hanno trattamento.

MC: L’eredità epigenetica è un campo che è stato considerato “controverso” in passato. Secondo lei, l’atteggiamento verso questo campo di ricerca sta cambiando?

IM: Sì, perché la gente si rende conto di quanto sia fondamentale, e che può rispondere a domande che sono rimaste irrisolte per molto tempo, come le malattie complesse, la trasmissione degli effetti delle esperienze di vita (dieta, stress o interferenti endocrini). Inoltre, ora ci sono molte più prove della sua esistenza. Molti studi e rapporti documentano ora l’eredità epigenetica in varie specie.

MC: Perché avete deciso di concentrarvi specificamente sugli effetti del trauma infantile nel vostro studio?

IM: Siamo neurobiologi interessati alle funzioni cerebrali e ai meccanismi delle malattie del cervello, in particolare dei disturbi psichiatrici. La possibilità che esperienze avverse nell’infanzia possano alterare la salute mentale e fisica più tardi nella vita e influenzare le generazioni future è una questione di salute pubblica estremamente importante. Ha bisogno di essere compreso meccanicamente per aiutare i pazienti, i medici e la società.

MC: Perché ha ipotizzato che i metaboliti del sangue (un esempio di fattori circolanti) portino segnali indotti dall’esposizione alle cellule germinali? Quali ricerche precedenti hanno sostenuto questa ipotesi?

IM: L’ipotesi nasce dalla nostra osservazione che molte cellule e tessuti sono colpiti dall’esposizione al trauma infantile e che alcuni dei cambiamenti sono comparabili tra i tessuti, suggerendo che c’è un fattore inducente comune. Era logico pensare al sangue, dato che fornisce nutrimento a tutti i tessuti e le cellule del corpo.

Il fatto che i fattori del sangue possano comunicare con le cellule germinali non era noto prima, era addirittura ritenuto impossibile a metà del 19° secolo da August Weissmann, puramente basato su una teoria da lui avanzata secondo cui il soma non può comunicare con la linea germinale (la barriera di Weismann). Si basava, per esempio, sull’osservazione che se si taglia la coda di un topo ad ogni generazione, la prole non nascerà mai con la coda tagliata. Questa teoria era errata fin dall’inizio, ma ha in qualche modo bloccato il pensiero corretto per molto tempo.

MC: Nei topi, lei ha scoperto che l’esposizione al trauma ha regolato alcune vie metaboliche, e che questa regolazione è stata rilevata anche nella progenie maschile di questi topi in età adulta. Può spiegarci quali percorsi metabolici ha analizzato e perché, e quali sono stati i risultati principali?

IM: Alcuni metaboliti sono up-regolati ma altri sono down-regolati. Abbiamo analizzato tutti i metaboliti con la spettrometria di massa (metodo imparziale) e abbiamo osservato che il metabolismo dei lipidi è perturbato con un aumento dei metaboliti degli acidi grassi polinsaturi. Abbiamo anche visto che il glucosio e l’insulina sono disregolati.

MC: Avete anche valutato la rilevanza di questi risultati in una coorte di bambini, in particolare i bambini di un SOS Children’s Village a Lahore,in Pakistan. Può parlare della scelta del campione umano utilizzato in questo studio? Perché è rappresentativo? Ci sono delle potenziali limitazioni?

IM: La coorte pakistana è stata scelta per assomigliare il più possibile al nostro modello murino. I bambini sono stati separati dalla madre dopo la perdita del marito (padre). Il nostro modello di topo utilizza una separazione materna imprevedibile combinata con uno stress materno imprevedibile. È rappresentativo di un grave trauma familiare.

Le limitazioni sono che si tratta di una piccola coorte (25 SOS e 14 controlli) – tuttavia abbiamo ora ampliato questo campione – e che abbiamo campioni di sangue da un solo punto temporale. Idealmente, vorremmo seguire i bambini nel tempo. Un punto positivo però è che abbiamo un piccolo gruppo di uomini adulti che erano nel villaggio SOS quando erano più giovani e che mostrano cambiamenti nel sangue (questi dati non sono pubblicati).

MC: Come sono stati confrontati i risultati delle analisi umane con i risultati che avete ottenuto nei topi?

IM: Ci sono molte somiglianze nei sintomi del trauma, per esempio la depressione, e i parametri fisiologici, per esempio glicemia alterata, dislipidemia, diminuzione dell’HDL, ecc.

MC: Cosa possono dirci i dati su come il trauma sta alterando i percorsi metabolici, e perché questo potrebbe essere trasmesso alla prossima generazione?

IM: Non sappiamo esattamente come il trauma altera le vie metaboliche. Ma è probabile che perturbando il fegato, il pancreas, il sistema endocrino, ecc. gli effetti siano sistemici, e ogni tessuto è interessato. Gli effetti del trauma infantile si trasmettono alla generazione successiva (dimostrato nei topi) perché le cellule germinali (qui lo sperma) portano alterazioni molecolari, ad esempio popolazioni di RNA alterate, che vengono trasmesse all’embrione al momento della fecondazione con l’ovocita.

MC: Quali applicazioni cliniche potrebbe avere questa ricerca?

IM: Forse l’identificazione di una firma del trauma nel sangue, nella saliva e/o nello sperma che potrebbe aiutare la diagnostica e il monitoraggio del trattamento.

MC: Infine, quali sono i suoi prossimi passi in questo spazio di ricerca?

IM: Identificare i meccanismi responsabili dei cambiamenti nelle cellule germinali (maschili e femminili) e come questi cambiamenti si perpetuano/mantengono nella prole.