Il campo della genetica ha un impatto notevole sulla comprensione della vita, della malattia e della salute. Ma la genetica è solo una parte del puzzle. Il sistema epigenetico è stato recentemente identificato per la sua influenza sull’importanza in vari processi biologici, soprattutto nella progressione di alcune malattie.

Scoprendo come il nostro epigenoma interagisce con il nostro codice genetico e l’ambiente, si può trasformare la diagnosi, la prognosi e il trattamento del cancro.

Cos’è l’epigenetica?

L’epigenetica si riferisce ai cambiamenti nell’espressione genetica che non comportano cambiamenti nella sequenza del DNA sottostante.

I metodi epigenetici sono spesso influenzati dall’età, dall’ambiente, dagli stili di vita e da tutte le condizioni mediche. Possono portare cambiamenti specifici nel corpo, come le cellule che si sviluppano nelle cellule del fegato, del cervello o della pelle.

I cambiamenti epigenetici non comportano un cambiamento nella sequenza dei nucleotidi del DNA, ma influenzano il modo in cui le cellule leggono e geni.

Pensa ai cambiamenti genetici come le note a margine di un libro. Non cambiano le parole, ma influenzano il modo in cui vengono interpretate e il modo in cui la storia viene compresa.

Importanti processi epigenetici derivano dal metabolismo del DNA, dalla modifica degli ingredienti e dell’RNA non codificato.

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Qual è la modifica epigenetica più studiata?

Riguarda il metabolismo del DNA. Ciò comporta l’aggiunta di un gruppo metallico (un atomo di carbonio legato a tre atomi di idrogeno, CH3) alla molecola di DNA, tipicamente su una citinosina, seguito da una guanina, a sito noto come sito CpG. Quando i gruppi metallici si trovano in una posizione specifica in un gene, possono impedirne l’espressione.

Anche la modifica degli istoni è un campo di studio approfondito. Il DNA nella cellula attrae una proteina chiamata istone, formando una struttura chiamata cromatina. La modalità con cui il DNA è impacchettato influisce sulla capacità dei geni di essere letti dalla cellula. Quando la cromatina è aperta e libera, i geni possono essere espressi. Tuttavia, uno stretto forte può impedire l’espressione genetica. Le modifiche agli istoni, come l’acetilazione, la metilazione e la fosforilazione, possono alterare la struttura della cromatina, regolando così l’espressione dei geni.

RNA non codificanti (ncRNA). Si tratta di una molecola non codificata da proteine, che ha un’importante influenza sul controllo dell’espressione dei geni. Uno dei tipi di ncRNA è lo studio dei microRNA (miRNA), minuscoli filamenti di RNA che fanno anche parte degli RNA messaggeri (mRNA), ostacolati da loro di produrre proteine ​​e influenzano così l’espressione dei geni. Altri tipi di ncRNA possono influenzare la struttura della cromatina, controllando quali geni sono accessibili per l’espressione.

Il metabolismo del DNA provoca tipicamente la repressione della trascrizione genetica. Silenziare un gene attraverso la metilazione è come mettere un cartello “No disturbare” su una porta. Il segnale non viene elaborato e la proteina del gene non viene prodotta.

Come l’epigenetica può aiutare a combattere il cancro

La terapia epigenetica può correggere i cambiamenti epigenetici che contribuiscono al cancro. Come?Invertendo le cellule tumorali e rilevando l’epigenetica anomala.

L’obbiettivo degli studiosi è stoppare gli interruttori difettosi che portano al cancro, aprendo la speranza di terapie più efficaci.

Quali sono i cambiamenti epigenetici che portano al cancro?

1. Silenzio dei geni oncosoppressori: i geni oncosoppressori, fondamentali per controllare la divisione cellulare, possono essere disattivati tramite modifiche epigenetiche, contribuendo alla crescita cellulare incontrollata, caratteristica distintiva del cancro.
2. Attivazione degli oncogeni: l’ipometilazione può attivare oncogeni, geni che promuovono la crescita cellulare accelerata, favorendo lo sviluppo del cancro.
3. Cambiamenti nella struttura degli istoni e della cromatina: modifiche anomale degli istoni possono alterare la struttura della cromatina, portando a un’attivazione inappropriata o al silenziamento dei geni.
4. Disregolazione degli RNA non codificanti: RNA non codificanti, come i miRNA, influenzano il cancro. Alcuni promuovono la crescita tumorale, mentre altri la inibiscono. Cambiamenti nella loro espressione possono contribuire alla progressione del cancro.

Inoltre, specifici tipi di tumori sono associati a modelli epigenetici distinti. Ad esempio, il cancro al seno è spesso correlato all’ipermetilazione del DNA, mentre il cancro ai polmoni può coinvolgere modelli di metabolismo del DNA alterato.

Fattori come il fumo di tabacco, la dieta, il consumo di alcol, le tossine ambientali e l’invecchiamento possono influenzare i processi epigenetici. Il fumo, ad esempio, può silenziare geni oncosoppressori, mentre una dieta povera di folati può portare a ipometilazione del DNA.

L’uso prolungato di alcol e l’esposizione a tossine ambientali possono anch’essi contribuire a modelli anomali del metabolismo del DNA, favorendo lo sviluppo del cancro. L’invecchiamento è associato a cambiamenti epigenetici, compresa la metilazione del DNA e l’espressione di miRNA, che possono contribuire al cancro.

Comprendendo i cambiamenti epigenetici specifici che caratterizzano il tumore di un individuo, i trattamenti possono essere adattati a questi cambiamenti, portando potenzialmente a terapie più efficaci e a meno casi di morte.