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Dalla culla alla tomba: sovralimentazione postnatale legata all’invecchiamento

I ricercatori del Baylor College of Medicine hanno trovato una nuova risposta a una vecchia domanda: come può l’eccessiva nutrizione durante l’infanzia può portare a problemi di salute di lunga durata come il diabete? Il rapporto, pubblicato oggi sulla rivista Environmental Epigenetics, si concentra sulle isole pancreatiche di Langerhans, che producono insulina e altri ormoni.

Le isole dei topi che erano state nutrite in eccesso di cibo durante i primi 21 giorni dopo la nascita (la loro “infanzia”) tendevano ad acquisire tag di metilazione del DNA, modificazioni chimiche che alterano l’espressione genica, mentre i topi che non erano stati nutriti eccessivamente mostravano cambiamenti simili, ma molto più tardi nella vita.

“È noto da diversi decenni che i topi che sono sopravvalutati durante il periodo di allattamento restano in sovrappeso e saranno soggetti a malattie per tutta la vita. In particolare, hanno problemi a regolare i livelli di zucchero nel sangue”, ha affermato l’autore corrispondente Dr. Robert A. Waterland , professore di pediatria – nutrizione presso l’USDA / ARS Children’s Nutrition Research Center presso il Baylor College of Medicine e il Texas Children’s Hospital e della genetica molecolare e umana a Baylor.

Precedenti studi hanno anche dimostrato che i pazienti con diabete di tipo 2 hanno alterato la metilazione del DNA, l’aggiunta di gruppi metil chimici, nelle loro isole pancreatiche che producono insulina. Queste alterazioni sono state collegate al malfunzionamento dell’isolotto e all’insorgenza del diabete, ma il modo in cui si verificano rimane un mistero.

Cercando di far luce su questo importante argomento, Waterland e i suoi colleghi hanno studiato se la sovranutrizione postnatale precoce potesse alterare lo sviluppo epigenetico nelle isole pancreatiche.

L’epigenetica si riferisce a meccanismi molecolari che determinano quali geni verranno attivati ??o disattivati ??in diversi tipi di cellule. Pensa al tuo DNA come all’hardware del computer e all’epigenetica come al software che determina cosa può fare il computer. L’epigenetica agisce aggiungendo o rimuovendo i tag chimici sui geni per contrassegnare quelli che dovrebbero essere usati. La metilazione del DNA è uno dei tag meglio studiati e svolge un ruolo importante nello sviluppo.

I ricercatori hanno lavorato con due gruppi di topi, uno è stato denutrito durante l’infanzia e l’altro no e ha rappresentato il gruppo di controllo. “La regolazione della dimensione dei cuccioli durante il periodo di allattamento fornisce un mezzo naturale per nutrire i cuccioli di topo”, ha affermato Waterland, che è membro del Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center di Baylor. “Le cucciolate di dimensioni normali hanno circa 10 topi e sono servite da nostro gruppo di controllo. Il gruppo nutrito eccessivamente proveniva da mamme le cui cucciolate erano ridotte a soli quattro cuccioli ciascuna. Questi cuccioli ottengono un “tutto quello che puoi mangiare a buffet”e diventano sovrappeso al momento del svezzamento.”

Ma il peso non era l’unica differenza tra i due gruppi di cuccioli. I ricercatori hanno applicato la profilazione della metilazione del DNA su scala genomica a isolotti di topi denutriti e controllati sia a 21 giorni (svezzamento) che a 180 giorni dopo la nascita (considerati di mezza età per i topi).

I risultati hanno rivelato che gli isolotti dei topi di controllo tendevano ad acquisire metilazione del DNA con l’invecchiamento. Rispetto ai controlli, tuttavia, le isole di topi denutriti hanno mostrato un aumento della metilazione del DNA proprio allo svezzamento. Inaspettatamente, vi fu una sostanziale sovrapposizione tra il profilo di metilazione del DNA dei controlli di mezza età e quello dei topi sopravvalutati di 21 giorni molto più giovani.

“All’età dello svezzamento, le isole di topi nutriti eccessivamente mostrano un profilo epigenetico simile a quello di topi molto più vecchi”, ha detto Waterland. “La nostra interpretazione è che l’eccessiva nutrizione postnatale provoca un invecchiamento epigenetico accelerato nelle isole. Poiché la capacità di regolare lo zucchero nel sangue diminuisce con l’età, questo invecchiamento epigenetico prematuro può aiutare a spiegare come l’eccessiva nutrizione durante l’infanzia aumenti il ??rischio di diabete più tardi nella vita.”

Il diabete è una preoccupazione per la salute seria e diffusa in tutto il mondo. Secondo un rapporto del 2017 del Centers for Disease Control and Prevention, il 9,3 per cento della popolazione americana – circa 30 milioni di persone – è affetta da questa condizione, che aumenta il rischio di gravi complicazioni di salute tra cui morte prematura, perdita della vista, malattie cardiache, ictus, insufficienza renale e amputazione di dita dei piedi, piedi o gambe.

“In questi giorni di crescente denutrizione pediatrica e obesità, dobbiamo urgentemente comprendere le conseguenze avverse della sovranutrizione nell’infanzia umana. Credo che l’ottimizzazione della nutrizione durante questi periodi critici di sviluppo si dimostrerà un approccio efficace per prevenire le malattie degli adulti”, Waterland disse.