Peso corporeo- Immagine: neuroni prodotti da cellule staminali umane (rosso e verde). Il gene della sazietà POMC è attivo nelle cellule contrassegnate in arancione. Blu: nuclei cellulari. © Charitè | Lara Lechner. Credito: © Charité | Lara Lechner-
Cosa determina il sovrappeso? A parte lo stile di vita, la predisposizione gioca un ruolo, ma i geni non possono spiegare completamente la propensione ereditaria ad accumulare peso in eccesso.
Un nuovo studio della Charité—Universitätsmedizin Berlin pubblicato su Science Translational Medicine mostra che una sorta di formattazione del codice del DNA in un gene associato alla sazietà è implicata in un rischio leggermente elevato di eccesso di peso corporeo, almeno nelle donne. Questa “marcatura epigenetica” viene stabilita all’inizio, durante la fase embrionale.
Le persone in sovrappeso, in particolare quelle gravemente sovrappeso, sono maggiormente a rischio di una serie di malattie gravi come malattie cardiovascolari, diabete e cancro. È un problema di salute in crescita. In tutto il mondo, il numero di persone in sovrappeso è in aumento. In Europa, secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità, due adulti su tre (59%) sono in sovrappeso o obesi.
Ma cosa determina se le persone diventeranno in sovrappeso? La predisposizione genetica gioca un ruolo importante, insieme allo stile di vita. La somiglianza dell’indice di massa corporea (BMI) nei gemelli identici varia dal 40 al 70 percento. Anche i gemelli identici cresciuti in famiglie diverse mostrano ancora la stessa significativa somiglianza. Gli scienziati hanno identificato diverse varianti genetiche che influenzano il peso corporeo di una persona e, con esso, il rischio di sviluppare l’obesità.
Ma anche presi tutti insieme, queste varianti genetiche non possono spiegare l’ereditarietà che è stata osservata. I ricercatori hanno iniziato a sospettare che ci dovessero essere ulteriori fattori non genetici che influenzano la propensione di una persona ad aumentare di peso.
Il gene della sazietà non è alterato, ma formattato
I ricercatori guidati dal Prof. Peter Kühnen, Direttore del Dipartimento di Endocrinologia Pediatrica di Charité, hanno ora identificato uno di questi fattori nel loro recente studio. Secondo i loro risultati, il rischio delle donne di essere in sovrappeso aumenta di circa il 44 percento se c’è un numero particolarmente elevato di gruppi metilici che aderiscono al gene POMC (pro-opiomelanocortina), che è responsabile della sensazione di sazietà.
I gruppi metilici sono minuscole unità chimiche che il corpo utilizza per contrassegnare le lettere nel codice del DNA per attivare o disattivare i geni senza modificare la sequenza delle lettere nel DNA. In altre parole, l’effetto è molto simile a evidenziare una sezione di un testo senza riscrivere il testo stesso. Questo tipo di “formattazione del DNA” è noto come marcatura epigenetica.
Per il loro studio, il team di ricercatori ha analizzato la “formattazione” del gene POMC in più di 1.100 persone. I ricercatori hanno trovato più gruppi metilici attaccati al gene della sazietà nelle donne obese con un BMI superiore a 35 rispetto alle donne con peso corporeo normale.
“Un aumento del 44% del rischio di obesità è all’incirca uguale all’effetto che è stato osservato anche per le singole varianti genetiche”, afferma Kühnen. “In confronto, i fattori socioeconomici hanno un effetto molto più forte. Possono aumentare il rischio di un fattore da due a tre. Per quanto riguarda il motivo per cui l’effetto della metilazione si manifesta solo nelle donne, non lo sappiamo ancora“.
Il gene POMC è “formattato” molto presto durante lo sviluppo embrionale, come hanno dimostrato i ricercatori confrontando i modelli di metilazione in più di 15 gruppi ciascuno di gemelli identici e non. Mentre la “formattazione” del gene della sazietà era la stessa nella maggior parte dei gemelli identici, non c’era quasi alcuna correlazione nei gemelli non identici.
“Ciò indica che la marcatura epigenetica del gene POMC viene stabilita prima che l’ovulo fecondato si divida in due embrioni gemelli”, spiega Lara Lechner, la prima autrice dello studio, che lavora presso il Dipartimento di Endocrinologia Pediatrica. Ciò significa che la primissima fase della gravidanza è cruciale.
Cosa influenza la formattazione?
Ma cosa influenza quanta metilazione subisce il gene della sazietà e, quindi, il rischio che una persona diventi sovrappeso? Studi precedenti hanno indicato che la presenza o l’assenza di alcuni nutrienti che forniscono gruppi metilici potrebbe avere un effetto sui processi epigenetici. Questi nutrienti includono betaina, metionina e acido folico, che vengono tutti tipicamente assorbiti attraverso la dieta di una persona.
Un metodo recentemente sviluppato che coinvolge singole cellule staminali umane ha permesso ai ricercatori di Charité di simulare in laboratorio come viene determinato il modello di metilazione durante lo sviluppo embrionale e come i nutrienti la influenzano.
“Da un lato, i nostri studi e altri dimostrano che l’acido folico, la betaina e altri nutrienti hanno un effetto limitato sull’entità della metilazione“, osserva Kühnen.
“Abbiamo osservato che il ‘sistema di formattazione del DNA’ è molto stabile nel complesso, con le cellule che compensano piccole fluttuazioni nell’apporto di nutrienti. D’altra parte, ci sono indicazioni che la variabilità di questa ‘formattazione’ si sviluppa in modo casuale. Ciò significa che non è possibile, almeno non ancora, influenzare esternamente più o meno metilazione nella regione POMC”.
I farmaci possono aiutare
Almeno in teoria, le donne che sono ad alto rischio di sviluppare obesità a causa della metilazione del gene POMC potrebbero ricevere farmaci per perdere peso, come studi iniziali su quattro donne gravemente obese e un uomo con questo esatto tipo di “formattazione”, suggerisce.
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Ai soggetti è stato somministrato un farmaco specifico che frena la sensazione di fame ed è già stato approvato per il trattamento di pazienti obesi con una mutazione del gene POMC. Entro tre mesi dall’inizio del trattamento, tutti e cinque i pazienti hanno sperimentato meno fame. Hanno perso una media di sette chilogrammi o circa il cinque percento del loro peso corporeo. Alcuni di loro hanno continuato il trattamento e hanno continuato a perdere peso.
“Questi risultati mostrano, per cominciare, che un gene POMC che ha subito cambiamenti epigenetici può effettivamente essere affrontato attraverso i farmaci“, afferma Kühnen.
“Saranno necessari ulteriori ampi studi controllati per dimostrare l’efficacia e la sicurezza del trattamento con questo farmaco”.
