Discovery-it presenta: Genetica tra nuove frontiere e vecchie teorie

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Discovery-it


#3
17/09/2018 | Impaginazione a cura de @ilnegro



Genetica tra nuove frontiere e vecchie teorie

Sono passati sessantacinque anni da quando James Watson, Francis Crick e Rosalind Franklin presentarono il loro modello di DNA, eppure la genetica è, ancora oggi, una delle branche più all'avanguardia nel panorama scientifico. Malgrado i grandi risultati ottenuti, dal sequenziamento completo del DNA, alle più recenti scoperte legate alle interazioni tra DNA ed RNA, il vaso di Pandora aperto più di mezzo secolo fa non smette di stupire con nuove teorie e con nuove possibili cure legate alla manipolazione del DNA o alle nuove scoperte sulle reali conseguenze di un determinato patrimonio genetico.
Vecchie teorie riaffiorano e nuove teorie si fanno strada, a volte a fatica, nel panorama sempre ricco della genetica. Proviamo oggi a proporre alcune particolari sfaccettature e alcune considerazioni su quattro tra questi infiniti argomenti.

Il gene BRCA e l’effetto Angelina Jolie

Nel maggio 2013 l’attrice di fama internazionale Angelina Jolie scrive sull’editoriale del New York Post, divulgando la sua storia, molto toccante e personale, in merito al cancro della mammella e la sua scelta di effettuare una doppia mastectomia preventiva. [1]
La risposta delle donne e delle famiglie, sia in termini di documentazione che di azione preventiva con screening del gene BRCA1, responsabile dell’aumento del cancro alla mammella, è stata tale che la Harvard Medical School ha iniziato a parlare di Angelina Jolie Effect, ossia di come l’impatto mediatico dell’evento e la risonanza che ha un singolo individuo possa incidere nella medicina preventiva. [3]
Iniziamo partendo dall’analisi dei dati per poi cercare di comprendere bene il significato di un test genetico. Numerosi studi, tra cui quello condotto dal BCR, il Breast Cancer Research, pubblicato nel 19 Settembre 2014, [2] [4] hanno dimostrato un aumento di 2,5 volte per quanto riguarda la domanda di test genetici, con un raddoppio netto negli screening per BRCA1/2 e quindi generando un awareness di gran lunga superiore. Tra i risultati dello studio, si evidenzia come individui contrassegnati come “high profile” abbiano una forte influenza nelle campagne di screening e, dato molto interessante, come le mastectomie preventive non siano aumentate di pari passo agli screening, nè in modo considerevole.
Questo infatti è un punto cruciale della questione; Il tumore alla mammella colpisce circa il 12,5% delle donne, ossia 1 su 8. È il più frequente nel sesso femminile e prima causa di mortalità per tumore nelle donne. La componente genetica è importante in quanto le mutazioni di BRCA1 e BRCA2, sono responsabili del 50% delle forme ereditarie di cancro al seno e all’ovaio [5]
BRCA1 è un gene di tipo oncosoppressore, ossia che inibisce il fenomeno di crescita tumorale, oltre ad avere azione riparatrice sui danni del DNA ed essere coinvolto nei processi di apoptosi. La terminologia anglosassone, gene gatekeeper, rende bene l’azione del sopracitato; la funzione di “guardiano” è esercitata dalla produzione di proteine che codificano segnali negativi per la proliferazione cellulare.
Quando si parla di tumori bisogna quindi distinguere quelli sporadici e quelli familiari o ereditari: i primi costituiscono i ¾ dei tumori mammari mentre i secondi il restante ¼. L’eredità della mutazione BRCA1 determina un aumento di rischio fino a 5 volte, ossia la donna portatrice della mutazione del 40-60% di sviluppare un tumore mammario e del 20/40% di sviluppare un tumore dell’ovaio.

Essere donne portatrici di mutazione, in ultima analisi, NON determina lo sviluppo del tumore, in quanto è necessaria una seconda mutazione sull’allele sano del cromosoma per il
manifestarsi della neoplasia. Vista la disponibilità attuale di tecniche e strumenti evoluti, è giusto mettere i pazienti a conoscenza delle percentuali di rischio, magari vista la familiarità per una patologia, oppure è difficile per una persona convivere con numeri il cui significato è comunque incerto?

Fonti:

  1. Editoriale New York Times
  2. Angelina Jolie Effect
  3. Angelina Jolie Effect
  4. Angelina Jolie Effect
  5. Tumore al seno
  6. Geni Gatekeepr

a cura di @bafi

Test genetici: la nuova frontiera della prevenzione?

Nel 1953 veniva pubblicato, sulla rivista Nature, il lavoro dei famosi scienziati James Watson, Francis Crick e Rosalind Franklin che sconvolgevano il mondo presentando il primo modello strutturale di DNA; cinquant’anni dopo veniva sequenziato l’intero genoma umano con il progetto “Human Genome Project”. Grazie a questo lavoro è stato possibile mappare tutti i nostri geni, ossia stabilire l’esatta sequenza di basi azotate di cui è composto il DNA. Questo traguardo ha determinato notevoli conseguenze in molti campi, in particolare in ambito medico, essendo molte malattie associate a determinate sequenze di basi, che ormai, grazie ad evolute tecniche, è possibile individuare. Che cosa vuol dire questo? Vuol dire che sottoponendoci a quello che viene comunemente chiamato “test genetico” possiamo ottenere un profilo completo del nostro DNA e della nostra predisposizione a sviluppare alcune malattie: neurologiche, cardiovascolari, oncologiche ecc [1].
É importante sottolineare che un risultato positivo per determinate sequenze genetiche non significa che svilupperemo sicuramente quella malattia particolare, ma solo che “potremmo” un giorno svilupparla, in quanto più predisposti a livello genetico rispetto ad altri individui; questo perché le malattie ricercate attraverso questo “profilo” sono di tipo multifattoriale ossia determinate dalla concomitanza di numerosi fattori, non solo genetici. Per capire meglio questo concetto prendiamo in considerazione una delle malattie più famose e rilevanti del nostro tempo: l’Alzheimer.
L’Alzheimer è una malattia neurodegenerativa ad origine multifattoriale, frequente causa di demenza; esistono due forme principali, una “ad esordio tardivo” ed un’altra “ad esordio precoce” (ossia prima dei 65 anni) o “familiare”. È nota in entrambe una componente genetica che può essere ereditata, senza causare per forza la malattia. La forma ad origine familiare è ovviamente quella più legata all’ereditarietà, ma anche in questo caso solo il 13% risulta dovuta ad una mutazione genetica. Nella forma ad esordio tardivo, invece, sono stati riscontrati diversi geni implicati nella patogenesi della malattia che aumenterebbero solo “il rischio”, per cui in questo caso la componente genetica avrebbe ancora meno rilevanza.
Attualmente i test genetici di suscettibilità alle malattie sono ampiamente disponibili ma fonte anche di notevoli controversie in merito ai risvolti psicologici che possono comportare; infatti, seppur in questi casi non siano diagnostici, la scoperta di una predisposizione in tal senso può impattare negativamente sulla nostra vita causando spesso ansia, paura e depressione. L’altro punto da tenere in considerazione è che, per malattie come l’Alzheimer, per cui attualmente non esistono cure definitive ma solo palliative, l’utilità preventiva è fortemente discutibile [2]. D’altra parte, per altre patologie come ictus o infarto, venire a conoscenza di un aumentato rischio può stimolare a tenere d’occhio alcune variabili fondamentali in tal senso quali: ipertensione, colesterolo, peso corporeo, fumo ecc.
Ci tengo a sottolineare che l’avvento di tale possibilità rappresenta uno straordinario passo avanti nella scienza e nella medicina, con utili applicazioni in molti campi [3] ma, stante la delicatezza delle implicazioni, l’esecuzione dei profili genetici dovrebbe prevedere il supporto di una figura medica o un genetista e la presenza di una reale consapevolezza dei risvolti che i risultati possono determinare.

Fonti:

  1. Human Genome Project
  2. Genetics of Alzheimer
  3. Human Genome Project

a cura di @rosemery

La terapia genica è realmente il futuro?

Sentiamo spesso parlare di malattie congenite o rare e di come l'alto costo della ricerca impedisca di concentrarsi su terapie efficaci destinate a pochi “beneficiari”. La terapia genica si occupa di porre rimedio definitivo a queste patologie tramite l'inserimento di materiale genetico all'interno delle cellule interessate al fine di correggere la sequenza di DNA[6]. Molti sono stati i successi e gli insuccessi in questi anni, una volta ottenuti dei buoni risultati in laboratorio i ricercatori si sono imbattuti nei risvolti negativi: la difficoltà nell'inserimento del materiale genetico e l'utilizzo di virus come vettore di trasporto all'interno della cellula. Ebbene proprio questi virus resi innocui spesso sono stati causa di reazioni immunitarie violente, che hanno portato alla morte o all'insorgere della patologia del virus utilizzato come vettore e altre manifestazioni come tumori per sequenze geniche modificate [2]. Ben presto i finanziamenti per la comunità scientifica si sono allontanati da quella che era la ricerca in questo settore, gli alti costi le percentuali di insuccesso, che arrivano a toccare anche il 30% in determinati casi, hanno allontanato dalla pratica clinica la terapia genica. In questi ultimi anni si è avuto un riscontro differente, ottimi risultati sono arrivati dai laboratori per quanto riguarda l'utilizzo dei plasmidi come vettori: economici, sicuri,e di facile realizzazione rispetto ai virus [5]. Risulterebbero sicuramente un mezzo efficace per la trascrizione dei geni, ma le buone notizie si fermano a livello di vitro, per quando riguarda la trascrizione in vivo, per ora, non risulta ancora possibile per problemi legati proprio all'inserimento del DNA nella cellula ospite che deve trovarsi in fase mitotica per poter accogliere il vettore oltre all’incompatibilità a livello di carica elettrica tra membrana plasmatica e filamento di DNA [3]. Nuove alternative valide sono state escogitate per risolvere il problema dei vettori, tramite l'ausilio dei retrovirus e la loro capacità di trascrittasi inversa e quindi alla capacità di utilizzare mRNA [2].
Questi vettori lentivirali derivanti soprattutto dal virus dell'HIV-1 hanno la capacità di codificare geni di grandi dimensioni e quindi la possibilità di mantenere a lungo l'espressione del gene tradotto, cosa che non accade con i primi virus utilizzati agli inizi degli anni '90 la cui capacità andava svanendo molto precocemente [2]. Inoltre, a differenza dei plasmidi, possono essere utilizzati anche su cellule non in fase rigenerativa e quindi anche all'interno di tessuti del cervello, dove proprio dall'Istituto San Raffaele Telethon di Milano è stato confermato che la terapia a base di vettori lentivirali derivati dall'HIV-1 riguardante due rare malattie, la malattia di Krabbe e la leucodistrofia metacromatica, sono sicuri e hanno dato ottimi risultati sui pazienti [1]. Una ricerca in buona parte portata avanti da menti italiane che, dal 1990 ad oggi, hanno incrementato quella che sarà, speriamo, una tra le più grandi rivoluzioni nel campo della medicina moderna.
Chi avrebbe mai detto che i tanto temuti virus si sarebbero rivelati dei preziosissimi alleati?
Ah, avete mai sentito parlare di editing genetico!?.

Fonti:

  1. Leucodistrofia metacromatica
  2. Biosicurezza
  3. RNA-based therapeutics
  4. Editing genetico
  5. Non-viral vectors
  6. Terapia genica

a cura di @phage93

Dimmi che gene hai e ti dirà chi sei!

Quando la genetica, a metà del ventesimo secolo, divenne una delle discipline fondamentali della biologia, molti scienziati erano propensi a credere che i geni ed il codice genetico potessero spiegare ogni comportamento che gli individui erano in grado di perpetrare, sia che fossero animali sia esseri umani. C’era la tendenza a credere che ogni singolo carattere fosse attribuibili alla presenza o assenza della variante del gene preso in esame. Col passare degli anni questa visione della natura è stata superato in quanto non è mai stato trovato nessun gene che codificasse univocamente per un tratto. Ci sono state tantissime ricerche per trovare il gene GAY [1] o il gene dello stupro ma sono state ricerche vane in quanto difficilmente un tratto complesso come un comportamento può essere determinato esclusivamente da una variazione su un singolo gene.

Così negli anni novanta una nuova forma di pensiero ha preso piede e si è cominciato a riflettere se questi comportamenti fossero attribuibili ad una configurazione più complessa di diversi geni che interagendo fra loro davano come risultato la comparsa di un fenotipo. Anche in questo caso però è difficile pensare che i geni siano in grado di determinare senza nessuna variabilità un dato comportamento.

Infatti è difficile pensare che uno stupratore, a prescindere dal mondo e dal modo in cui ha vissuto, sia predestinato a compiere tale atto, costretto dai suoi geni. È molto più probabile che ci siano delle configurazioni genetiche che rendano più facile il manifestarsi del comportamento da stupratore, ma queste sono mediate dall’ambiente (che nel caso dell’uomo è assimilabile alla società, alla cultura, al clima e più in generale a quello che lo circonda) che può inibire o rendere più semplice il manifestarsi del comportamento. Addirittura io credo che un uomo che non abbia nessuna predisposizione genetica allo stupro se dovesse crescere in un ambiente particolare potrebbe arrivare ugualmente a manifestare tale comportamento.

Secondo S.J. Gould, uno dei più grandi naturalisti del secolo scorso, oltre ad essere determinati dall’interazione tra genotipo ed influsso ambientale, i comportamenti non sono neanche scomponibili in percentuale di queste componenti. Come si farebbe infatti a dire che il gene dello stupro condiziona per il 60% e l’ambiente per il restante 40%? La Componente genetica e quella ambientale interagiscono in un modo talmente stretto e complesso che è, almeno per il momento, impossibile determinare quale sia la componente con più peso.

Quindi quando leggete che è stato scoperto il gene dell’aggressività o la configurazione dei geni che rende l’uomo gay, ricordatevi che difficilmente un gene ci obbliga a fare qualcosa. Sicuramente può condizionarci ma non credo possa obbligarci ad agire in un modo determinato.

Fonti:

  1. Gene Gay

a cura di @sgravaleonte


L'argomento di questa settimana vi ha stimolato?

Aspettiamo i vostri commenti a questo post e i link ai vostri articoli di approfondimento su questo argomento!
Vi aspettiamo la prossima settimana per un nuovo numero di

Discovery-it

Tutte le vignette sono opera di @sbarandelli.

Redazione: @Phage93, @paololuffy91, @RoseMery, @bafi, @sbarandelli, @Sgravaleonte, @ilnegro

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Bravissimi ragazzi, magnifico post. Impaginazione perfetta e contenuti esaustivi. Mi ha davvero fatto piacere apprendere nuove cose sul tema, cose a me completamente sconosciute. Complimenti a tutti.

però quante cose nuove da conoscere! La scienza ci salverà...insieme all'arte naturalmente. Grandi ragazzi!

la cultura al primo posto in ogni sua forma!!

Complimento @ilnegro @sbarandelli @phage93 @paololuffy91 @bafi @rosemary @sgravaleonte ( sperando di non aver dimenticato nessuno! Uno splendido progetto e un plauso per l’impegno che ci state mettendo! Un saluto @giornalista

Un grazie a nome di tutti!

Bravi ragazzi per il progetto che state portando avanti!!!

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