Nella culla
I traumi emotivi possono avere conseguenze di vasta portata e influenzare anche la prole. Le professoresse Isabelle Mansuy e Katharina Gapp stanno studiando come le conseguenze dei traumi siano ereditate a livello epigenetico.
Nostra madre, nostro padre, i nostri nonni e le nostre nonne sono presenti in noi. Ci hanno cresciuti e sono stati la nostra formazione preliminare. Ci hanno trasmesso i loro geni. Per questo motivo siamo simili a loro e condividiamo la loro predisposizione a determinate malattie. Ma i geni potrebbero non essere l'unico elemento molecolare che ci hanno trasmesso. Anche il modo in cui i nostri antenati hanno vissuto e ciò che hanno sperimentato, il modo in cui hanno mangiato e se sono stati feriti emotivamente possono avere un effetto su di noi - trasmesso attraverso modelli biochimici nelle cellule che hanno usato per crearci.
Studi condotti nel villaggio svedese di Överkalix, risalenti a più di cento anni fa, hanno dimostrato che i figli di uomini che mangiavano una dieta ricca durante l'infanzia avevano un rischio maggiore di malattie cardiovascolari. Questo rispetto ai figli di uomini cresciuti in tempi di austerità. La situazione nutrizionale ha avuto un effetto anche sulla seconda generazione: I nipoti di uomini ben nutriti presentano un rischio maggiore di diabete.
È noto che i discendenti dei veterani della guerra del Vietnam soffrono di depressione, ansia e disturbi della personalità in misura superiore alla media. I figli dei sopravvissuti all'Olocausto spesso reagiscono alle loro esperienze traumatiche con un disturbo da stress post-traumatico.
Tali connessioni intergenerazionali sono note da tempo. Ciò che non è ancora stato chiarito nel dettaglio è come si realizzano. Le professoresse Isabelle Mansuy e Katharina Gapp stanno indagando su questa questione. I risultati di ricerca indicano che i cosiddetti fattori epigenetici svolgono un ruolo importante.
I fattori epigenetici sono modelli molecolari nelle cellule che non sono direttamente collegati alla sequenza dei blocchi di DNA. Si basano piuttosto su cambiamenti chimici reversibili dei singoli blocchi di DNA, della disposizione dei cromosomi o delle molecole di RNA nelle cellule.
I fattori epigenetici non sono probabilmente ereditati per centinaia di generazioni come i nostri geni. Ma è possibile che tali modelli vengano trasmessi per una, due o, in alcuni casi, anche per tre o quattro generazioni. Ciò è particolarmente rilevante quando si tratta delle conseguenze dello stress e dei traumi, in quanto aggiunge potenzialmente una nuova dimensione agli abusi sui minori, alla violenza nelle famiglie e al trauma dei rifugiati di guerra. Le conseguenze psicologiche con cui le persone traumatizzate devono convivere sono già abbastanza tragiche. Ma quando anche la loro prole ne subisce le conseguenze, il numero delle vittime aumenta notevolmente.
Modello caratteristico
Mansuy e Gapp hanno studiato l'ereditarietà delle conseguenze dei traumi nei topi. Sono riusciti a dimostrare che i topi maschi che erano stati esposti allo stress per un periodo di tempo più lungo avevano un comportamento asociale e simile alla depressione da adulti, oltre a mostrare una maggiore propensione al rischio e deficit di memoria. Gli scienziati hanno quindi accoppiato questi animali con topi di controllo e hanno analizzato la prole. Tali anomalie comportamentali sono state riscontrate anche nella generazione successiva, alcune delle quali fino alla quinta generazione di figli.
"I cambiamenti epigenetici sono reversibili, a differenza di quelli genetici".Isabelle Mansuy
Gapp ha iniziato la sua ricerca anni fa come dottoranda nel gruppo di Mansuy. Oggi dirige il suo gruppo di ricerca all'ETH di Zurigo. Durante la sua tesi di dottorato, è riuscita a dimostrare nei topi che il profilo di RNA nello sperma è in parte responsabile dell'ereditarietà delle conseguenze dello stress. Ha confrontato migliaia di molecole di RNA provenienti da cellule spermatiche di animali che avevano subito uno stress traumatico o dei loro padri con quelle di animali di controllo non stressati.
In questo modo, ha trovato un modello caratteristico di queste molecole di RNA che compaiono solo negli animali stressati. In un esperimento, ha isolato l'RNA dallo sperma di animali stressati e lo ha iniettato in uova fecondate da genitori non stressati. In questo modo, ha dimostrato che è proprio l'RNA dello sperma a trasmettere l'informazione e che si tratta quindi di un trasferimento epigenetico.
Stress imprevedibile
Questo lavoro è stato reso possibile dal lavoro pionieristico svolto da Isabelle Mansuy negli anni precedenti per sviluppare un modello che può essere utilizzato per studiare lo stress e i traumi emotivi nei topi. In questo modello, i topi giovani vengono separati dalla madre per tre ore al giorno per due settimane, in un momento arbitrario e quindi imprevedibile per gli animali. I topi sono stati inoltre esposti a uno stress forte e imprevedibile.
Un altro dei dottorandi di Mansuy è riuscito a dimostrare che l'RNA non indica solo le esperienze traumatiche nei topi, ma anche negli esseri umani. Il ricercatore ha condotto uno studio in collaborazione con i villaggi pakistani SOS Children's Villages e un laboratorio pakistano specializzato nell'analisi dello sperma. In uno studio è riuscito a dimostrare che alcune molecole di RNA erano elevate nel sangue degli orfani rispetto a un gruppo di controllo. Le stesse molecole erano alterate anche nelle cellule del sangue di uomini adulti cresciuti come orfani. In uno studio più recente, già sottoposto a revisione paritaria ma non ancora pubblicato, è riuscito a dimostrare che le molecole di RNA sono alterate anche nello sperma di uomini che hanno avuto una o più esperienze traumatiche durante l'infanzia.
Tuttavia, l'RNA non è probabilmente l'unica via molecolare per l'ereditarietà delle conseguenze dei traumi. Anche il modo in cui sono strutturati i cromosomi negli spermatozoi, se sono impacchettati in modo molto denso o piuttosto lasco in alcuni punti del nucleo della cellula, è probabilmente significativo. Numerose proteine sono in grado di attaccarsi al DNA e quindi di influenzare la struttura dei cromosomi. Questa struttura, a sua volta, influenza la lettura dei geni nelle cellule, ad esempio durante lo sviluppo embrionale.
"Il comportamento degli uomini prima del concepimento della prole può avere un ruolo nello sviluppo embrionale".Katharina Gapp
Una delle proteine che si attaccano ai cromosomi è il recettore dei glucocorticoidi. Gli ormoni rilasciati durante lo stress interagiscono con questo recettore, così come le sostanze ad azione ormonale come quelle presenti nei solventi, nei prodotti plastici e nei pesticidi. Gapp sospetta quindi che possano verificarsi anche effetti combinati, ad esempio quando una persona è esposta a sostanze inquinanti, ha una dieta non sana ed è anche traumatizzata. Nel 2021, il Consiglio europeo della ricerca (ERC) le ha assegnato una ERC Starting Grant finanziata dalla Segreteria di Stato per la formazione, la ricerca e l'innovazione (SEFRI). Nel progetto finanziato da questa sovvenzione, la ricercatrice approfondirà il ruolo del recettore dei glucocorticoidi nell'ereditarietà non genetica.
"Ora che è sempre più chiaro che il comportamento degli uomini nella loro vita prima del concepimento della prole può avere un ruolo nello sviluppo embrionale, anche gli uomini sono ritenuti responsabili della salute dei loro figli", afferma Gapp. Finora questa responsabilità era stata attribuita unilateralmente alla futura madre, con consigli come quello di non fumare o bere alcolici durante la gravidanza.
Notizie positive
Tuttavia, anche se finora le conseguenze epigenetiche dei traumi sono state dimostrate principalmente nei padri e nella loro prole, ciò non significa che si possa escludere l'ereditarietà attraverso la linea femminile. Semplicemente, questo aspetto è stato finora meno indagato, poiché l'esame degli spermatozoi è molto più semplice di quello delle cellule uovo. E anche se le conseguenze epigenetiche delle esperienze traumatiche a volte sono presenti per generazioni, c'è anche una notizia positiva: possono essere invertite.
I ricercatori dell'ETH sono riusciti a dimostrarlo nei topi, inserendo giovani animali traumatizzati in un ambiente socialmente e mentalmente stimolante. Questi topi vivevano in recinti e gruppi più grandi e avevano a disposizione oggetti che li incoraggiavano a muoversi e a esplorare. Diversi sintomi che i topi traumatizzati di solito manifestano si sono ridotti, compresa una maggiore disponibilità a correre rischi. L'ambiente stimolante non solo ha invertito gli effetti del trauma negli animali precedentemente stressati, ma anche nella prole che hanno successivamente generato. In uno studio più piccolo, gli scienziati hanno dimostrato questa reversibilità non solo nel comportamento, ma anche a livello molecolare nei singoli fattori epigenetici. "La caratteristica principale dei cambiamenti epigenetici è che, a differenza di quelli genetici, sono reversibili", spiega Mansuy.
Ciò è coerente anche con le conoscenze della psicologia e della psichiatria. Quanto prima un bambino che ha subito abusi o altre esperienze traumatiche riceve una terapia, tanto maggiore è la possibilità di ridurre al minimo le conseguenze a lungo termine.
La ricerca di Mansuy e Gapp contribuisce a cambiare la percezione della salute mentale. "Purtroppo, le persone affette da malattie mentali sono talvolta portate a pensare che la loro situazione sia colpa loro", afferma Mansuy. Tuttavia, quando i fattori ereditari sono coinvolti come causa di tali malattie, questa ipotesi è ancora meno sostenibile di prima".
Informazioni sulle persone
Katharina Gapp è professoressa assistente di Epigenetica e neuroendocrinologia presso il Dipartimento di scienze e tecnologie della salute.
Isabelle Mansuy è professoressa di pagina esternaNeuroepigenetica presso il Dipartimento di scienze e tecnologie della salute dell'ETH e la Facoltà di medicina dell'Università di Zurigo.
"Globo" emozionale!
Questo testo è stato pubblicato nel numero 23/01 della rivista l'ETH Globo è apparso.