Epigenetica: l’immunizzazione viene trasmessa alla prole

(Epigenetica-Immagine Credit Public Domain).

Un’infezione influisce anche sull’immunizzazione delle generazioni successive? I ricercatori della Radboud University (Paesi Bassi) lo hanno studiato insieme alle Università di Bonn, Saarland (Germania), Losanna (Svizzera) e Atene (Grecia). Anche i padri di topi che in precedenza avevano superato un’infezione da funghi o erano stati stimolati con composti fungini hanno trasmesso una migliore protezione alla loro prole attraverso diverse generazioni. Il team ha mostrato allo stesso tempo una migliore risposta immunitaria trasmessa ai discendenti. 

Lo studio è stato ora pubblicato sulla rinomata rivista Nature Immunology.

Non viene ereditato solo ciò che è scritto nella sequenza del DNA. Gli studi scientifici dimostrano che le influenze ambientali vengono trasmesse anche alla generazione successiva. Un esempio: i bambini cresciuti nel grembo materno durante l’inverno della fame del 1944/45 mostrano cambiamenti tipici nel loro metabolismo come adattamento alla scarsità di cibo durante lo sviluppo e questo è associato a un rischio più elevato di diabete e obesità.

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La ricerca epigenetica indaga tali relazioni a livello molecolare. Esamina i cambiamenti nella funzione genica. “Non tutte le aree del DNA sono ugualmente accessibili per leggere le informazioni genetiche“, spiega il Prof. Dr. Andreas Schlitzer dell’Istituto LIMES dell’Università di Bonn. Ad esempio, se i gruppi metilici bloccano l’accesso, il gene non può essere letto correttamente. Queste associazioni sono state studiate per decenni. Trasmissione della resistenza alle infezioni alla prossima generazione sono state precedentemente mostrate in piante e animali invertebrati. Un gruppo di ricerca dell’Università Radboud Nijmegen (Paesi Bassi), dell’Università di Bonn, dell’Università del Saarland, dell’Università di Losanna (Svizzera) e dell’Università Nazionale e Capodistriana di Atene, ha ora per la prima volta studiato approfonditamente se gli effetti del sistema immunitario innato vengono trasmessi anche alle generazioni successive nei mammiferi.

L’infezione da funghi allena il sistema immunitario dei topi

I ricercatori hanno infettato topi maschi con funghi mughetto (Candida albicans). Dopo essersi ripresi dall’infezione, gli animali sono stati accoppiati con femmine completamente sane. I ricercatori hanno confrontato la prole risultante con la prole di coppie di topi che non erano stati precedentemente infettati da Candida. Per studiare sperimentalmente lo stato del sistema immunitario, il team ha infettato i maschi della generazione successiva di topi con batteri coliformi. “La prole dei topi maschi precedentemente esposti alla Candida era significativamente più protetta da una successiva infezione da E. coli rispetto alla progenie dei topi maschi non infettati“, riferisce il Prof. Mihai G. Netea del Radboud Center for Infectious Diseases. Questo effetto era ancora evidente nella generazione successiva.

Come funziona questa trasmissione dell’immunizzazione alle generazioni successive? Il team ha esaminato cellule immunitarie tipiche come monociti o neutrofili. Non sono state rilevate differenze tra la prole di topi maschi infettati da Candida e il gruppo di controllo non infetto. Tuttavia, nella progenie dei padri di topo precedentemente infettati, il complesso MHC di classe II è stato sovraregolato, il che attiva parti del sistema immunitario. Inoltre, è stato scoperto che l’attività dei geni coinvolti nell’infiammazione è sovraregolata nella prole di topi maschi infettati da Candida. Nella progenie di padri precedentemente infettati da funghi mughetto, è stato scoperto che i geni associati all’infiammazione erano più facili da leggere nei monociti  che nei figli di padri non infettati”.

Lo spostamento dell’attività genica è rilevabile negli spermatozoi

Come avviene la trasmissione di queste informazioni alla generazione successiva? In collaborazione con la Saarland University, i ricercatori hanno studiato l’attività genica nello sperma di padri di topo infettati da Candida. Hanno analizzato la misura in cui i gruppi metilici hanno bloccato l’accesso ai geni. “Qui era evidente un cambiamento nei marcatori genetici“, afferma il Prof. Dr. Jörn Walter della Saarland University. La prole di topi maschi infettati da Candida ha mostrato meno blocchi genici nelle regioni geniche importanti per i processi infiammatori e la maturazione dei monociti. Il modo in cui le informazioni sui segni dello sperma raggiungono il midollo osseo, il luogo di nascita di molte cellule immunitarie, deve ancora essere esplorato in ulteriori studi.

“I risultati sono stati resi possibili dall’ottima e stretta collaborazione di ricercatori di diverse discipline e istituzioni”, sottolinea il Prof. Netea. Insieme al Prof. Schlitzer, i ricercatori sono anche membri del Cluster of Excellence ImmunoSensation2 e fanno parte del Life & Medical Sciences Institute (LIMES) dell’Università di Bonn.

“Questo studio è il primo a dimostrare nei mammiferi che gli adattamenti alle malattie infettive vengono trasmessi anche alla prole“, afferma Netea. Contrariamente alla teoria classica dell’evoluzione, che presuppone un adattamento lento attraverso cambiamenti nel codice genetico, questa trasmissione dell’immunizzazione comporta cambiamenti molto rapidi attraverso la regolazione epigenetica delle attività geniche, indipendentemente dal codice genetico. I ricercatori non sanno ancora se i risultati ottenuti sui topi possono essere trasferiti anche all’uomo. “Ma stiamo assumendo che questo sia il caso”, dice Schlitzer. “I meccanismi del sistema immunitario e le cellule coinvolte sono molto simili nei topi e nell’uomo”.

Fonte:Nature