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Pubblicato il 13/09/2020 

Autore

SINC

Servicio de Información y Noticias Científicas

Traduzione: Tilo Pez

Un team di ricercatori con la partecipazione di scienziati spagnoli ha rivelato come il sesso biologico influenza  i geni che agiscono in quasi tutti i tessuti. Tra uomini e donne ci sono molte e piccole differenze molecolari, che sono coinvolte nel grasso corporeo e nel cancro. La scoperta potrebbe contribuire alla medicina personalizzata con terapie o dosaggi specifici dei farmaci . È uno dei 13 lavori pubblicati oggi dal consorzio internazionale GTex.

Veronica Fuentes

Il sesso biologico (XX nelle donne e XY negli uomini) ha un’influenza su come i nostri geni agiscono e si regolano /CRG.

Studiare come le variazione genetiche ereditate regolano l’attività genica nei diversi tessuti è l’obiettivo del Consorzio Genotype-Tissue Expression (GTEx). Con questa iniziativa internazionale, la comunità scientifica si è posta l’obiettivo di costruire un archivio pubblico completo per analizzare l’espressione genica e la sua specifica azione regolatrice sui tessuti.

Dopo oltre dieci anni di lavoro, questa settimana i risultati sono stati pubblicati in tredici articoli (quattro su “Science”, uno in “Cell” e otto su altre riviste scientifiche). Uno di loro, guidato dall’Università di Chicago e Northwestern e con la partecipazione del Center for Genomic Regulation (CRG) e dell’Università di Barcellona, mostra come si manifestano i geni nei tessuti umani in relazione al grasso corporale, al cancro e sul peso alla nascita.

Se ci sono varianti genetiche che contribuiscono a un concreto attributo negli uomini e nelle donne, si potrebbero prendere in considerazione biomarcatori, terapie o dosaggi specifici  dei farmaci:

“Il sesso biologico (XX nelle donne e XY negli uomini) ha un’influenza sul modo in cui i nostri geni agiscono – cioè il trascrittoma umano * – e la sua regolazione, ma non conosciamo l’entità di questi effetti e il loro contesto”, spiega Manuel Muñoz Aguirre, di SINC uno degli autori del CRG . (*Trascrittoma termine analogo a genoma e proteoma, che indica l’espressione dei geni negli RNA messaggeri (mRNA) di un intero organismo o di un particolare organo, tessuto o cellula a un dato stadio dello sviluppo dell’organismo o sotto particolari condizioni ambientali. Enciclopedia TRECCANI )

“L’importanza del nostro studio si fondamenta in un compendio delle differenze molecolari tra uomini e donne nei tessuti normali così si cerca di colmare questo vuoto scientifico”, aggiunge Muñoz Aguirre. “Questo compendio apre la strada a future ricerche che cercano di collegare le differenze trascrittomatiche tra uomini e donne con tratti complessi specificamente nel caso di soffrire alcune malattia.

Le scoperte, pubblicate su “Science”, dimostrano che il sesso biologico ha una piccola ma diffusa influenza sull’espressione genica di quasi tutti i tipi di tessuto umano. I geni che si stima devano esprimersi in modi e livelli diversi nelle donne e negli uomini adulti sono coinvolti in molti processi biologici distinti, tra cui la risposta ai farmaci, il controllo dei livelli di glucosio nel sangue durante la gravidanza e nel cancro.

Inoltre, il sesso ha un effetto minore ma comunque rilevante nel contributo genetico alla regolazione dei geni. Infatti, il team ha scoperto i collegamenti che non sono stati dichiarati precedentemente tra geni e attributi, come il peso alla nascita e la percentuale di grasso corporeo.

Secondo gli autori, in futuro questa conoscenza potrebbe contribuire alla medicina personalizzata, pertanto, questo lavoro dimostra l’importanza di considerare il sesso come variabile biologica negli studi genetici. Se ci sono geni specifici o varianti genetiche che contribuiscono in modo differenziato a un particolare attributo negli uomini e nelle donne, si potrebbero prendere in considerazione biomarcatori specifici (o differenziati), terapie o dosi di farmaci.

“In futuro, questa conoscenza potrebbe contribuire alla medicina personalizzata, nella quale si considera che il sesso biologico è una delle componenti rilevanti delle caratteristiche di una persona”, dice Barbara E. Stranger, autrice principale dello studio alla Northwestern University.

              Nell’immagine, il team del Centro per la regolazione genomica / CRG

E’ Necessario continuare con altre ricerche

Finora, le differenze di sesso sono state previamente attribuiti agli ormoni, ai cromosomi sessuali, alle differenze di comportamento e ai fattori ambientali, ma i meccanismi molecolari sottostanti della biologia sono in gran parte sconosciuti.

In questo studio, gli autori hanno studiato le differenze di sesso nel trascrittoma, che è la somma di tutte le trascrizioni di RNA monocellulare, in 44 tipi di tessuto umano sano da 838 persone. Le differenze di sesso nell’espressione genica sono riportate in almeno un tipo di tessuto in circa un terzo di tutti i geni umani (37%).

Anche se gli effetti sessuali nell’espressione genica sono abbondanti, sono maggiormente piccoli. Il numero di geni sessualmente influenzati e i loro effetti sulle dimensioni non sono dominati in nessun sesso

“Il nostro lavoro dimostra l’importanza di considerare il sesso come variabile biologica nello studio del genoma umano: abbiamo riscontrato 58 associazioni di geni con tratti complessi che non sarebbe stato possibile

identificare se non avessimo tenuto conto del sesso”, sottolinea Muñoz Aguirre.

“In futuro, crediamo che i metodi innovativi e sensibili al sesso basati sulla trascrittoma monocellulare possano svolgere un ruolo importante per svelare i loro effetti in maniera più ampia”, dice Meritxell Oliva, co-autore dell’Università di Chicago.

Tuttavia, nonostante siano abbondanti, gli effetti sessuali sull’espressione genica sono per lo più piccoli. Gli autori sottolineano che lo studio ha diverse limitazioni, per cui sono necessari ulteriori studi.

“Abbiamo scoperto che ci sono molte differenze (in quantità) a livello trascrittomico tra uomini e donne, ma l’entità di queste differenze è piccola”, ha affermato l’esperto. “Sulla regolazione dei geni, il sesso Il sesso ha poca influenza. E su una scala fenotipica, cioè su caratteristiche osservabili, molti aspetti della biologia tra uomini e donne sono condivisi”, conclude.

Differenze nei telometri*

*Telometro strumento per misurare la distanza di un oggetto dall’osservatore.

La lunghezza del telometro è considerata un importante biomarcatore nell’invecchiamento e nelle malattie umane, ma la maggior parte degli studi sono stati condotti su un solo tipo di tessuto: il sangue. Un altro studio, anch’esso pubblicato su “Science”, esamina la lunghezza dei telometri in più di 20 diversi tipi di tessuto umano di quasi 1.000 donatori post mortem. (Il telometro del cromosoma è un “marker” dell’invecchiamento).

                   Un cromosoma (a sinistra) e un telometro (a destra) / Wikipedia

“La maggior parte degli studi sulla lunghezza dei telometri umani si concentrano su tipi di tessuto che sono facili da ottenere da soggetti viventi, come il sangue o la saliva”, dice Kathryn Demanelis dell’Università di Chicago. “Volevamo vedere se la lunghezza dei telometri nelle cellule del sangue si allineavano con quelli che si trovati in altri tessuti.

Gli autori hanno trovato che dei 23 tessuti da loro studiati, la lunghezza dei telometri in 15 tessuti dimostrava una chiara e positiva correlazione con la lunghezza nelle cellule del sangue, lo che sostiene il suo uso, perchè è facile ottenerlo, come sostituto di quelli che hanno maggiore difficoltà di ottenere come l’accesso al cervello e il rene.

“Alcuni modelli sono stati mantenuti su diversi tessuti, come i telometri più corti per l’invecchiamento e quelli più lunghi nelle persone di ascendenza africana, ma altri non, come quelli più lunghi nelle donne. Abbiamo anche osservati i telometri più corti tra i fumatori ma solo in pochi fazzoletti”, ha detto Demanelis.

Questo aiuta a chiarire i risultati contraddittori degli studi precedenti che indicano le relazioni tra i tratti individuali e la lunghezza dei telometri, o la mancanza de loro. “Questi risultati aiuteranno a i ricercatori a capire quali aspetti della lunghezza dei telometri si devono sistematicamente all’eredità genetica rispetto a quelli che possono vedersi influenzati dallo stile di vita, dalle esposizioni ambientali o cambiamenti epigenetici durante la vita di una persona”, concludono gli autori.

Riferimenti:

Oliva M, Muñoz-Aguirre M, …, Guigó R e Stranger BE. “L’impatto del sesso sull’espressione genica nei tessuti umani”. Scienza 369, eaba3066 (2020). DOI: https://doi.org/10.1126/science.aba3066. Il Consorzio GTEx. “L’atlante del Consorzio GTEx degli effetti regolatori genetici sui tessuti umani”.  Scienza, 11 settembre 2020. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aaz1776. 

Kim-Hellmuth et al. (tra cui Muñoz-Aguirre M, Wucher V, Garrido-Martín D e Guigó R della CRG). “Regolazione genetica specifica per tipo di cellula dell’espressione genica attraverso i tessuti umani”.

Scienza 369, eaaz8528 (2020). DOI: https://doi.org/10.1126/science.aaz8528

Finanziamento:

La CRG ha ricevuto il sostegno del Fondo comune dell’Ufficio del Direttore, degli U.S. National Institutes of Health, e di NCI, NHGRI, NHLBI, NIDA, NIMH, NIA, NIAID, e NINDS attraverso la sovvenzione R01MH101814