I ricercatori hanno creato il più grande atlante di mutazioni del genoma post-zigotico in tessuti umani sani, un progresso scientifico che potrebbe aprire nuove strade per la diagnosi e il trattamento delle malattie genetiche. Si tratta del più grande mai realizzato in termini di numero di tessuti e di donatori campionati. Lo studio, guidato da ricercatori della Oregon Health & Science University, è stato pubblicato sulla rivista Science. Lo sviluppo indica la strada verso la comprensione delle basi genetiche delle malattie associate al cancro e di innumerevoli condizioni causate dal malfunzionamento delle cellule, tra cui l’invecchiamento. L’atlante potrebbe essere utile per la diagnosi delle condizioni mediche e potenzialmente per invertire le mutazioni genetiche che causano le malattie.
Il mosaicismo somatico
I ricercatori hanno generato l’atlante utilizzando 54 tipi di tessuti e cellule raccolti dopo la morte da 948 individui che hanno donato i loro corpi per il programma Genotype-Tissue Expression Program del National Institute of Health. Ogni persona inizia come una singola cellula al momento del concepimento, con un’impronta di DNA all’interno del nucleo della prima cellula fecondata. Utilizzando le istruzioni originali del DNA, la cellula si divide e si replica in vasti gruppi di cellule che formano tessuti distinti che svolgono funzioni uniche nel corpo. In ogni momento, una persona è composta mediamente da circa 30.000 miliardi di cellule; nel corso della vita, la stessa persona produce quadrilioni di cellule. Inoltre, nel corso del tempo, una singola cellula viene danneggiata più volte. In alcuni casi, si riparano migliaia di volte al giorno. “Ogni tanto la cellula commette un errore durante la riparazione del DNA, o ne sbaglia uno, e questo è un cambiamento che si propaga”, ha detto Conrad. “Il nostro lavoro ci permette di capire in che misura questi cambiamenti avvengono in diversi organi e tessuti e in diversi periodi della nostra vita“. Questa situazione, nota come mosaicismo somatico, è il risultato di una mutazione delle cellule rispetto al DNA originale.
Costruire l’atlante
Finora, la ricerca genetica che studia le mutazioni che si verificano dopo la fecondazione è stata generalmente condotta su biopsie di tessuti cancerosi, come melanomi della pelle e tumori polmonari, o su tessuti facilmente accessibili come il sangue. Il nuovo atlante apre un campo di indagine sulle mutazioni che si verificano nel corso della vita. “Passare da una singola cellula a un bambino è un processo straordinario”, ha dichiarato l’autrice principale Nicole Rockweiler. Per generare il nuovo atlante, i ricercatori hanno sviluppato un metodo computazionale che utilizza il sequenziamento di RNA in massa per caratterizzare le mutazioni in un enorme catalogo di campioni di tessuto in tutto il corpo. Sono riusciti a risalire al punto in cui si sono verificate le mutazioni mappandole su un “albero dello sviluppo”, indicizzandole tra i tessuti e tra le persone. Hanno scoperto che molte mutazioni insorgono in modo sistematico e in qualche modo prevedibile con l’invecchiamento, anche se circa il 10% delle mutazioni sembra essere il risultato di qualcosa di intrinseco all’individuo, che si tratti di geni o di ambiente. La maggior parte delle mutazioni rilevabili si è verificata più tardi nella vita, anche se molte si sono verificate prima della nascita. “Abbiamo imparato che alcuni tessuti, come l’esofago e il fegato, acquisiscono molte mutazioni, mentre altri tessuti, come il cervello, ne acquisiscono di meno“, scrive Rockweiler in un post sul sito web del Conrad Lab che descrive la ricerca. “Questo ci è sembrato sensato perché l’esofago e il fegato sono esposti a molte tossine ambientali; qui le cellule devono trasmettere il messaggio in un ambiente “rumoroso”. Il basso numero di mutazioni nel cervello ha senso anche perché il cervello è composto principalmente da cellule che non si replicano”.
