Come i geni regolano la sensibilità ad alcune avversità della vita
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Lo studio dei ricercatori del San Raffaele di Milano e del Cnr I ricercatori dell'Università San Raffaele di Milano e del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) hanno dimostrato, nell'uomo e nell'animale, cosa accade nella fisiologia respiratoria quando i giovani individui vivono difficoltà e avversità, come le esperienze di distacco precoce dai genitori. In estrema sintesi, si innesca una sorta di moltiplicazione del segnale genetico che orchestra le nostre risposte fisiologiche, con uno speciale elemento in più: la respirazione.Infatti, un parametro chiave che cambia in risposta a questi frangenti è la sensibilità a stimoli soffocatori. Sia umani che topi manifestano risposte respiratorie molto più marcate, iperventilando in presenza d'aria lievemente arricchita in anidride carbonica, se hanno vissuto in infanzia delle difficoltà come la separazione precoce dai genitori. Questo tratto psicobiologico è però importante non solo per la regolazione del respiro, ma anche per la nostra vita mentale, essendo uno dei parametri alterati negli attacchi di panico (spesso contraddistinti da un senso soggettivo di soffocamento) e nel disturbo d'ansia da separazione nell'infanzia.Le nuove evidenze raccolte dai ricercatori mostrano come il meccanismo alla base di questa esagerazione della risposta respiratoria sia una vera e propria interazione, che avviene tra il patrimonio genetico degli individui e l'esperienza ambientale avversa: il segnale genetico alla base della risposta respiratoria cresce cioè sproporzionatamente al crescere del grado di avversità ambientale. Inoltre, l'età alla quale le avversità colpiscono è fondamentale: se l'esposizione avviene in età infantile, l'alterazione respiratoria si instaura e resta stabile almeno nella prima parte dell'età adulta. I dati umani e animali mostrano come un tipo di avversità quale la separazione precoce dai genitori, che nulla hanno a che fare con la respirazione, alterino una funzione respiratoria fondamentale.Queste conclusioni sono state tratte dalla considerazione in parallelo di campioni di gemelli umani (studio pubblicato sull' ‘American Journal of Medical Genetics') e di animali (pubblicato su ‘PlosONE'), realizzata da ricercatori dell'Università Vita-Salute San Raffaele di Milano e dell'Istituto scientifico universitario San Raffaele, in collaborazione con l'Istituto di biologia cellulare e neurobiologia del Cnr di Roma. Gli studi nel loro complesso dimostrano il ruolo dei fattori genetici a modulare la sensibilità alle difficoltà che l'ambiente ci presenta. Dato il particolare tratto in esame, questi dati aggiungono un nuovo, importante tassello alla comprensione dei meccanismi fisiologici alla base dell'ansia da separazione in età pediatrica, che aumentano la probabilità di ammalarsi da adulti di attacchi di panico.Nell'umano i ricercatori hanno intervistato centinaia di coppie di gemelli sulle avversità in età pediatrica, nell'animale hanno separato dei topi dalla madre a 24 ore dalla nascita, dandoli ‘in adozione' a madri diverse da quella biologica per i successivi 4 giorni. Mentre le madri topo adottano facilmente i cuccioli di altre madri, nutrendoli e accudendoli in misura adeguata, l'esperienza di separazione precoce dalla madre innesca una risposta iperventilatoria all'anidride carbonica del 150% maggiore di quella osservata in cuccioli allevati normalmente. Studiando poi le cause di questa risposta, i ricercatori hanno dimostrato che l'esagerata risposta respiratoria era addebitabile ad un aumento specifico del segnale genetico, presente negli individui sottoposti a separazione precoce. Ciò suggerisce che in risposta alle avversità ambientali vengono reclutati sistemi genici che sono altrimenti quiescenti, o che vengono espressi in modo diverso, qualora le condizioni ambientali siano più facili o meno stressanti.Questo modello animale ha importanti implicazioni per comprendere disturbi ansiosi nell'uomo, perché è stato dimostrato precedentemente dallo stesso gruppo di ricerca che la sensibilità alla CO2 è presieduta da sistemi genetici che coincidono in buona misura con quelli che presiedono alle manifestazioni di panico e ansia da separazione. Studiare la regolazione della risposta alla CO2 coincide dunque in buona parte con lo studio della regolazione (genetica e ambientale) delle manifestazioni di panico o e ansia da separazione nell'uomo."Grazie a questa strategia che parte dall'osservazione sull'uomo, traslando sull'animale, sarà possibile riportare all'umano una serie di conoscenze di genomica e neurobiologia acquisite in laboratorio", spiega Marco Battaglia, professore di Psicopatologia dello sviluppo all'Università Vita-Salute San Raffaele. "Tutto ciò grazie anche ad una sovvenzione della Regione Lombardia recentemente accordataci: attraverso la collaborazione con l'Università Laval in Canada e Genomnia, una company milanese di sequenziamento massivo, dovremmo essere presto in grado di leggere alcuni cambiamenti di espressione genica che si verificano nell'encefalo di questi animali. La nostra missione ultima resta quella di aumentare le conoscenze dei meccanismi genetici e ambientali che influenzano manifestazioni ansiose nei bambini e giovani adulti, migliorando le strategie di prevenzione, diagnosi precoce e terapia".Aggiunge Francesca D'Amato, primo ricercatore al Cnr di Roma: "Questo studio mostra per la prima volta in un modello animale che lo sviluppo di un organismo allevato in un ambiente ostile sia associato ad alterazioni della risposta respiratoria. Questo ‘endofenotipo' riscontrabile anche nell'uomo costituisce un punto di partenza fondamentale per la ricerca preclinica su questa patologia". "Il passo successivo", conclude Anna Moles, primo ricercatore al Cnr di Roma e direttore scientifico di Genomnia srl, "sarà quello di valutare con le moderne tecniche di sequenziamento massivo quali sono i geni che vengono "programmati" dall'ambiente ostile attraverso modifiche epigenetiche".Lo studio è stato possibile grazie a finanziamenti di: Italian Ministry of University and Research PRIN 2008 grant (MB and FRD), from The Region Lombardy Grant Funding for Scientific and Technological Partnerships grant SAL-25/16848 (MB) and by an award granted by the Anna Villa & Felice Rusconi Foundation (MB). FRD, AM, CZ, RC and DO were supported by funds from Regione Lazio for ‘‘Sviluppo della Ricerca sul Cervello''; FRD and AM were also partially supported by Telethon, Italy (Grant no. GGP05220). VL, CAMS, and PP-G are in the San Raffaele University Ph D Program in Developmental Psychopathology, supported in part by the CARIPLO Foundation ‘Human Talents' Grant for Academic Centres of Excellence in Post-Graduate Teaching (Dr Battaglia recipient). La schedaChi: Università Vita-Salute San Raffaele di Milano e Istituto di biologia cellulare e neurobiologia del CnrChe cosa: come i geni regolano la sensibilità ad alcune avversità della vita. Studio dei ricercatori del San Raffaele di Milano e del Cnr pubblicato su PlosONE: ‘Unstable Maternal Environment, Separation Anxiety, and Heightened Co2 Sensitivity Induced by Gene-by-Environment Interplay', Francesca R. D'Amato Ph D1, Claudio Zanettini Ph D1, Valentina Lampis Ph D2, Roberto Coccurello Ph D1, Tiziana Pascucci Ph D3,4, Rossella Ventura Ph D3,5, Stefano Puglisi-Allegra Ph D3,4, Chiara AM Spatola Ph D2, Paola Pesenti-Gritti Ph D2, Diego Oddi Ph D1, Anna Moles Ph D1,6 & Marco Battaglia MD2,71. CNR, Cell Biology and Neurobiology Institute, Roma, Italy. 2. Academic Centre for the Study of Behavioural Plasticity, Vita-Salute San Raffaele University, Milan, Italy. 3. Santa Lucia Foundation, European Centre for Brain Research (CERC), Rome, Italy 4. Department of Psychology, University "La Sapienza", Rome, Italy 5. Department of Biomedical Science and Technology, Università dell' Aquila, Coppito, L'Aquila, Italy 6. Genomnia, Lainate, Italy. 7. Department of Clinical Neuroscience, Istituto Scientifico San Raffaele, Milan, Italy. 8. Academic Centre for the Study of Behavioural Plasticity, Vita-Salute San Raffaele University, Milan, Italy. 9. Santa Lucia Foundation, European Centre for Brain Research (CERC), Rome, Italy 10. Department of Psychology, University "La Sapienza", Rome, Italy 11. Department of Biomedical Science and Technology, Università dell' Aquila, Coppito, L'Aquila, Italy 12. Genomnia, Lainate, Italy. 13. Department of Clinical Neuroscience, Istituto Scientifico San Raffaele, Milan, Italy.
