Nuove terminologie di progressiva diffusione (I have a night mare

Nuove terminologie di progressiva diffusione (I have a night mare)
Con il completo sequenziamento del genoma umano si è definito per tutti il
significato più rappresentativo del termine “genetica” nel senso della
conoscenza della sequenza del DNA di un individuo. Ma guai a considerare
questo un punto di arrivo, è stata invece una veloce partenza verso più
complesse conoscenze che hanno dato luogo ad una complessa nomenclatura i
cui significati sono spesso mal definiti dovendosi adeguare continuamente a
nuove comprensioni ed applicazioni. Il vocabolario che ne deriva è altamente
dinamico, potendosi autonomamente arricchire degli avanzamenti delle
conoscenze biochimiche, molecolari e fisiologiche sotto la spinta di procedure
tecnologiche ad elevata produttività di dati. Questa dell’editoriale Unigastro mi
sembra una buona occasione per familiarizzare con alcuni di questi termini,
prima che possano crearci più o meno imbarazzanti amnesie. Alcuni, già noti,
meritano di qualche ulteriore specificazione altri, veramente recenti,
potrebbero diventare popolari entro breve.
Il termine Epigenetica non è nuovo, risale infatti al 1942 coniato dal biologo
inglese C. H. Waddington per descrivere concettualmente come i geni possano
interagire tra loro per modificare il fenotipo. Con epigenetica oggi si intende
qualunque altro fattore, escluso la sequenza del DNA, capace di influenzare lo
sviluppo di un organismo. E’ stato dimostrato che la corretta sequenza del DNA
è solo uno degli elementi del corretto funzionamento delle cellule, alterazioni e
quindi malattie sono determinate da modificazioni post-trascrizionali del DNA
come acetilazione, metilazione o fosforilazione.
I termini polimorfismo e mutazione, sono spesso usati in maniera impropria.
Nella maggior parte dei casi indicano la sostituzione di una base nella sequenza
del DNA ma con frequenza differente. I polimorfismi sono variazione di
sequenza di un gene relativamente frequenti (di solito presenti in >1% della
popolazione) ed evolutivamente antichi. Le mutazioni invece sono rare, il tasso
mutazionale nell’Homo sapiens (per le mutazioni puntiformi) è di 1/109 e sono
evolutivamente recenti. Inoltre per mutazione si intende di solito una
variazione della sequenza del gene in grado di causare patologia, mentre i
polimorfismi sono intesi in genere come variazioni di sequenza trasmissibili ma
solo raramente associati a modificazioni funzionali tali da causare malattia.
Se il termine proteoma, coniato da Mark Wilkins nel 1995, è usato per
descrivere l'insieme delle proteine di un organismo o di un sistema biologico,
ovvero le proteine prodotte dal genoma. La Proteomica consiste
nell’identificazione sistematica di proteine nel campione in esame e nella loro
caratterizzazione rispetto a struttura, funzione, attività, quantità e interazioni
molecolari. Essa fornisce una visione più ampia e più informativa rispetto alle
tecnologie di “profiling” trascrizionale. Infatti nel prossimo futuro si dovrà
abbandonare il vecchio assunto secondo il quale per ciascuna malattia esista
un marker esclusivo ma le patologie saranno identificate da patterns di
biomarcatori, integrati fra loro e con elevata accuratezza e specificità. In
questo momento, lo studio del proteoma sierico è l’argomento di ricerca più
avanzato sia in ambito accademico che industriale, e non è difficile prevedere
che l’analisi proteomica costituirà la base della diagnostica e del monitoraggio
dei pazienti con le più svariate patologie.
La Metabolomica rappresenta un campo di ricerca emergente che riguarda
l’identificazione, la quantificazione e caratterizzazione di piccole molecole
(metaboliti < 1500 Dalton) presenti in specifiche cellule, organi od organismi.
In pratica la metabolomica descrive il profilo chimico di un sistema biologico.
Le sue componenti (i metaboliti) possono essere visti come il prodotto finale
dell'espressione genica o dell'attività proteica (enzimi), che definiscono così il
fenotipo biochimico di un sistema biologico nel suo insieme, incluso l'uomo. Al
pari dello Human Genome Project è stato istituito nel 2004 l’Human
Metabolome Project (HMP) con lo scopo di identificare e quantificare tutti i
metaboliti (>1 μM) presenti nel fluidi umani. Per la gestione degli innumerevoli
dati prodotti è stato anche costituito l’Human Metabolome Database (HMDB),
un data base elettronico con accesso libero che fornisce informazioni su tutto
quanto identificato e validato nel settore.
Metagenomica, dal greco “meta” che significa “trascendente”, la
metagenomica trascende i singoli geni o il genoma di uno specifico organismo
ma applicando varie innovative metodologie permette lo studio contemporaneo
del genoma di una intera comunità di microrganismi. La prima fase consiste
sempre in una estrazione del DNA, segue il suo sequenziamento diretto o dopo
averlo introdotto in batteri da laboratorio, attraverso la creazione di una
“library”. La metagenomica è in grado di analizzare contemporaneamente il
genoma di tutti i micro-organismi presenti in un particolare ambiente (es.
l’intestino umano). Ricordando che la stragrande maggioranza dei batteri non
sono isolabili e/o coltivabili, tale tecnica rappresenta lo strumento con il quale
si potrà definire le caratteristiche delle comunità microbiche intestinali umane
ora largamente sconosciute il cosidetto Microbioma, inteso come l'insieme del
patrimonio genetico e delle interazioni ambientali della totalità dei
microrganismi di un ambiente definito.