Guerre, stress e carestie lasciano un’impronta nelle nostre molecole?

Più gli scienziati studiano il DNA, più si rendono conto di quanto complicato sia il suo funzionamento. Non è solo la sequenza dei nucleotidi, per quanto fondamentale, a determinare le caratteristiche di un individuo. In qualsiasi essere vivente, dagli insetti alle sequoie, le istruzioni genetiche sono regolate da complesse reti di regolazione che stabiliscono quando, come e dove deve essere espresso un gene. Può essere sufficiente uno stimolo dall’ambiente – interno, cioè cellulare, o esterno – a dare il via a una cascata di reazioni cui partecipano anche diversi geni tra loro interdipendenti.

Alla stessa maniera, una modifica al modo in cui il DNA è impacchettato nei cromosomi può far sì che alcuni geni si attivino o meno. A volte questa modifica strutturale viene ereditata dalle generazioni successive.

La disciplina che studia queste particolari modificazioni, che non riguardano la sequenza del DNA ma solo la sua struttura, è l’epigenetica. Secondo i risultati di alcuni studi, alcune modifiche epigenetiche seguite a forti traumi subiti potrebbero essere ereditabili nelle generazioni.

Guerre, carestie e DNA

Durante la Seconda guerra mondiale, l’Olanda attraversò un periodo di profonda carestia. Tra il 1944 e il 1945 il conflitto tra Alleati e Nazisti ostacolò i rifornimenti del Paese, e le scorte di cibo cominciarono rapidamente a esaurirsi, costringendo la popolazione a un rigido razionamento. Persino i celebri tulipani si trasformarono in una fonte di calorie, nonostante la loro parziale tossicità. Negli anni successivi gli scienziati notarono come, nei figli nati dalle donne che in quel periodo erano in stato di gravidanza, fossero più comuni alcuni disturbi metabolici dovuti a modificazioni epigenetiche. Era il segnale che la particolare situazione ambientale era riuscita a lasciare la sua impronta.

Altri studi hanno riscontrato fenomeni simili nei discendenti di gruppi che avevano subito persecuzioni. Per esempio, nei figli di un seppur piccolo campione di sopravvissuti alla Shoah, è risultato meno presente l’ormone dello stress, il cortisolo, sempre verosimilmente a causa di regolazioni epigenetiche.

Gli scienziati hanno ipotizzato che queste modificazioni non si trasmettano solo dalla madre al feto, a causa di eventi traumatici subiti durante la gravidanza, bensì possano essere ereditate anche dalle generazioni successive, che non hanno mai sperimentato nemmeno indirettamente le cause che le hanno indotte. Che le modificazioni epigenetiche riguardino anche la specie umana e possano essere innescate anche dai traumi è ormai un fatto piuttosto condiviso dagli esperti, mentre l’ipotesi che queste riescano a trasmettersi attraverso più generazioni rimane ancora oggetto di dibattito.

Darwin e l’epigenetica

Le modificazioni epigenetiche garantiscono agli esseri viventi una maggiore adattabilità, una caratteristica potenzialmente utile per aumentare le possibilità di sopravvivenza. Il fenotipo (le caratteristiche dell’individuo) può cambiare in risposta all’ambiente senza che il genotipo (l’insieme di geni) ne risulti modificato. Se queste modifiche fossero ereditabili, le generazioni successive potrebbero essere meglio preparate a vivere nell’ambiente in cui hanno vissuto i genitori. Una capacità molto vantaggiosa per specie che si riproducono velocemente, i cui individui cioè si trovano spesso a vivere in un ambiente del tutto simile a quello delle generazioni che li hanno preceduti. Ma un meccanismo di questo tipo può essere utile nella specie umana?

Una caratteristica vantaggiosa in un determinato momento storico (nel caso della carestia olandese, la capacità di sfruttare al meglio i pochi alimenti a disposizione, dentro e fuori dal grembo materno) può diventare deleteria in un altro (per esempio determinando una predisposizione all’obesità). Ereditare un attributo di questo tipo potrebbe dunque rivelarsi poco utile dal punto di vista evolutivo.

Oltre a questa obiezione teorica, bisogna aggiungere che al momento non sappiamo molto dei meccanismi molecolari dell’ereditarietà epigenetica, soprattutto negli esseri umani, dove anche per ragioni etiche non c’è la possibilità di eseguire veri e propri esperimenti transgenerazionali e gli scienziati devono limitarsi, per quanto fattibile, a osservare i fenomeni a posteriori.

Per questo molti scienziati del campo raccomandano cautela: per ora non è possibile escludere che, per esempio, le modifiche epigenetiche riscontrate in alcuni individui possano essere presenti nei loro discendenti non perché ereditate, ma perché indotte nuovamente dall’ambiente. D’altra parte, sebbene sia vero che negli esseri umani le condizioni ambientali possono cambiare anche molto da una generazione all'altra, questo è forse più vero oggi di quanto non sia stato per gran parte della storia della specie.

Nonostante i limiti delle conoscenze attuali sull’ereditarietà epigenetica umana, e sulle sue conseguenze, è importante ricordare che il campo ha fatto molti progressi su altri fronti. Per esempio, esistono già dei cosiddetti “epifarmaci”, che cioè agiscono sui meccanismi epigenetici in modo da generare un effetto benefico per il paziente, e alcuni di questi sono usati anche nelle terapie oncologiche. Inoltre, l’analisi di alcune modifiche epigenetiche si è dimostrata utile quale marcatore per la diagnosi precoce di alcuni tipi di tumori.