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Oltre i semplici schemi: modelli variabili di espressione genica e diabete di tipo 1

Fattori epigenetici: il ponte tra insulti ambientali e rischio genetico nel diabete di tipo 1. La genetica gioca un ruolo importante nel determinare il rischio di una persona di sviluppare il diabete di tipo 1, ma anche i fattori ambientali e lo stile di vita sono importanti. In un articolo recentemente pubblicato sul Chinese Medical Journal , un team di ricercatori esplora l’interazione tra fattori genetici e ambientali riassumendo la letteratura sul diabete di tipo 1 e l’epigenetica, lo studio su come modificare i modelli di espressione genica. Questi risultati hanno importanti implicazioni nel trattamento del diabete di tipo 1.

Una recensione pubblicata di recente esplora il ruolo dei fattori epigenetici nello sviluppo e nella progressione del diabete di tipo 1

Il diabete di tipo 1 è un disturbo in cui il sistema immunitario prende di mira in modo inappropriato una classe di cellule del pancreas note come cellule ? che producono l’ormone insulina, che svolge un ruolo importante nella regolazione dei livelli di glucosio nel sangue e nel metabolismo di carboidrati, lipidi e proteine . La perdita di insulina provoca una serie di problemi di salute per le persone con diabete di tipo 1 e i pazienti diventano dipendenti dalle iniezioni di insulina per la loro sopravvivenza. Anche con la terapia insulinica, le persone con diabete di tipo 1 hanno una durata di vita ridotta e corrono un rischio elevato di sviluppare una miriade di complicazioni.

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Precedenti studi hanno identificato numerosi fattori di rischio genetico per il diabete di tipo 1. Una scoperta degna di nota è l’importanza dell’HLAregione, una parte del genoma umano che contiene più geni e spiega circa il 40-50% del rischio genetico per il diabete di tipo 1. Tuttavia, studi su gemelli identici hanno identificato casi in cui un gemello sviluppa il diabete di tipo 1 mentre l’altro gemello no, il che indica che i fattori di rischio genetici non possono spiegare completamente l’insorgenza del diabete di tipo 1. Questo risultato è coerente con la nota rilevanza di alcuni fattori ambientali. Ad esempio, la maggior parte degli studi ha scoperto che l’allattamento al seno e il consumo di vitamina D proteggono dal diabete di tipo 1 e che il latte vaccino e l’introduzione precoce del glutine aumentano il rischio di diabete di tipo 1. Inoltre, i microbi nell’intestino umano svolgono un ruolo importante nella salute umana e nella digestione e i pazienti con diabete di tipo 1 spesso mancano di diversità nel loro microbiota intestinale.

La genetica gioca un ruolo importante nel determinare il rischio di una persona di sviluppare il diabete di tipo 1, ma anche i fattori ambientali e lo stile di vita sono importanti. In un articolo recentemente pubblicato sul Chinese Medical Journal , un team di ricercatori esplora l’interazione tra fattori genetici e ambientali riassumendo la letteratura sul diabete di tipo 1 e l’epigenetica, lo studio su come modificare i modelli di espressione genica. Questi risultati hanno importanti implicazioni nel trattamento del diabete di tipo 1.

Per spiegare in modo più completo i fattori di rischio per il diabete di tipo 1, i ricercatori medici si sono rivolti al campo dell’epigenetica, che studia come i fattori ambientali e di stile di vita possono influenzare l’espressione dei geni senza alterare la sequenza del DNA sottostante. Negli ultimi anni, vari gruppi di ricerca hanno pubblicato studi che confermano che i cambiamenti epigenetici legati alle condizioni ambientali contribuiscono allo sviluppo del diabete di tipo 1. In un articolo di revisione recentemente pubblicato sul Chinese Medical Journal, un team di ricercatori della Huazhong University of Science and Technology guidato dai dott. Cong-Yi Wang e Fei Xiong si sono proposti di riassumere come i fattori epigenetici modulano i rischi del diabete di tipo 1. Miravano anche a discutere il potenziale di questi fattori epigenetici come marcatori per il monitoraggio della progressione della malattia e come bersagli per le terapie.

Un importante meccanismo dell’epigenetica è la metilazione del DNA, che si riferisce alla presenza di tag chimici chiamati gruppi metilici sul DNA. I modelli di metilazione del DNA influenzano se e quanto è espresso un gene e studi precedenti hanno identificato numerosi siti di metilazione che influenzano il rischio di diabete di tipo 1. Alcuni di questi siti di metilazione si trovano all’interno delle regioni HLA precedentemente menzionate , il che è altamente rilevante per il diabete di tipo 1. Altri siti di metilazione colpiscono il gene INS , che è secondo solo alla regione HLA in termini di influenza sul rischio di diabete di tipo 1.

Un altro meccanismo dell’epigenetica è la modificazione chimica degli istoni, che sono proteine ??attorno alle quali sono avvolti i filamenti di DNA. Diversi studi hanno riportato modelli di modificazione dell’istone anormali in pazienti con diabete di tipo 1. Queste modifiche possono aumentare il rischio di diabete di tipo 1 influenzando l’espressione dei geni correlati all’infiammazione e all’immunità e gli elevati livelli di glucosio nel sangue associati al diabete di tipo 1 possono anche causare modelli di modificazione dell’istone anormali.

Gli effetti epigenetici possono anche essere espressi sotto forma di RNA non codificanti, che sono molecole di RNA che hanno ruoli funzionali diversi dal ruolo standard di fornire istruzioni per la sintesi proteica. Gli RNA non codificanti sono una classe diversificata di molecole genetiche e possono legare DNA, altri filamenti di RNA e proteine. Attraverso le loro varie azioni, possono promuovere o sopprimere l’espressione di determinati geni. Studi recenti hanno dimostrato che gli RNA non codificanti possono contribuire al diabete di tipo 1 influenzando il sistema immunitario e causando la disfunzione delle cellule ?.

Il dott. Wang spiega: “Data la relazione tra i cambiamenti epigenetici e il diabete di tipo 1, vari cambiamenti epigenetici potrebbero servire come marcatori per la progressione della malattia e gli effetti del trattamento o anche come bersagli per future terapie. Ad esempio, gli RNA non codificanti possono essere misurati in modo non invasivo, mentre i cambiamenti nei livelli di metilazione del DNA e nei modelli per particolari geni potrebbe indicare che una persona geneticamente predisposta sta sviluppando il diabete di tipo 1”. Inoltre, i ricercatori citano studi che hanno dimostrato che i farmaci che alterano la metilazione del DNA potrebbero essere di beneficio ai pazienti con diabete di tipo 1.

Il Dr. Xiong conclude: “Sulla base della letteratura esistente, è chiaro che i cambiamenti epigenetici indotti dall’insulto ambientale modulano l’espressione di geni critici rilevanti per l’inizio e la progressione dell’autoimmunità e della distruzione delle cellule e sono quindi implicati nello sviluppo del diabete di tipo 1 .” Queste informazioni saranno preziose per i ricercatori medici che desiderano sviluppare nuovi modi per prevedere l’insorgenza del diabete di tipo 1, valutare la gravità e la progressione della condizione e fornire ai pazienti opzioni di trattamento efficaci.

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Riferimento

Titolo del documento originale: Implicazione dei fattori epigenetici nella patogenesi del diabete di tipo 1
Rivista: Chinese Medical Journal
DOI: https:/ doi. org/ 10. 1097/ CM9. 00000000000001450