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Epigenetica e neuroplasticità dello sviluppo

Valentina 1716 Video Epigenetica

La natura dinamica dei segnali epigenetici, unitamente alla loro capacità di regolare i programmi trascrizionali genome-wide, fa dell'epigenetica una disciplina emergente non solo in ambito bio-medico, ma anche a livello bio-evolutivo.

Di particolare interesse è il parallelismo tra epigenetica e plasticità del sistema nervoso, in base al quale segnali epigenetici modulano lo sviluppo del cervello, aprendo la strada ad una vasta gamma di disturbi del neurosviluppo e neuropsichici in senso lato. Le patologie del neuro-sviluppo e neurodegenerative, insieme alle malattie endocrino-metaboliche (obesità e diabete tipo II) rappresentano il capitolo più significativo di quella che è stata definita Transizione epidemiologica del XXI secolo.

Negli ultimi anni la ricerca nel campo della biologia molecolare e, in particolare, dell’epigenetica, ha delineato un nuovo modello di genoma dinamico e interattivo con l’ambiente (inteso come fonte di informazioni e sollecitazioni) in grado di indurre modifiche fenotipiche reattive e adattative, soprattutto nelle prime fasi della vita (in ragione della maggior plasticità delle cellule poco differenziate e dei tessuti/organismi in via di sviluppo). Su queste basi si va delineando un nuovo modello patogenetico per le malattie croniche e in particolare per i disturbi del neurosviluppo, che insorgerebbero come conseguenza di alterazioni della programmazione epigenetica adattativa (e addirittura predittiva) a situazioni ambientali che il feto recepisce come non favorevoli alla realizzazione del suo programma genetico (fetal programming). E’ la tematica della teoria dell’Origine fetale delle malattie (DOHaD - Developmental Origins of Health and Diseases): un modello patogenetico che impone una riflessione sulle strategie di prevenzione, tese a ridurre l’esposizione a fattori di rischio durante la vita embrio-fetale e nella primissima infanzia

Neurobiologia del neurosviluppo: dalla genetica all'epigenetica

Plasticità della Memoria
La vita non è mai statica e non opera per percorsi lineari: è un perpetuo divenire, trasformarsi, adattarsi.

E questo ad ogni livello: ecosistemi, organismi complessi, microrganismi, cellule e persino molecole. Una prerogativa fondamentale di questi insiemi straordinariamente complessi è di reagire in modo sistemico alle sollecitazioni/informazioni provenienti dall’ambiente: per adattarsi ad esse e trasformarsi di conseguenza. In una parola per evolvere. Fondamentali sono a questo fine i sistemi di memoria, attraverso i quali le informazioni ricevute vengono conservate e rielaborate: a livello cellulare sono le biomolecole complesse (RNA, DNA e, in certa misura, proteine) a svolgere, da miliardi di anni, questo compito fondamentale.

A livello di organismi complessi i principali apparati dotati di memoria sono il sistema immunocompetente adattativo e il sistema nervoso centrale: oggi si dovrebbe piuttosto parlare di “sistema psico-neuro-immuno-endocrino” a sottolineare la fondamentale unitarietà dell’intero complesso. Con l’evolvere degli organismi si assiste ad una progressiva concentrazione dei sistemi di memoria in gangli via, via più complessi concentrati in zona cefalica. Il cervello umano rappresenta lo stadio più avanzato di questo processo e la struttura più complessa dell’universo a noi noto.

Nel contesto della biologia dello sviluppo (developmental biology) la sua costruzione è oggi considerata un processo in parte geneticamente predeterminato e controllato, in parte epigeneticamente modulato: semplificando al massimo potremmo dire che le strutture anatomo-fisiologiche fondamentali (hardware) sono specie-specifiche e programmate nel DNA, mentre le interconnessioni interneuronali che compongono la corteccia e sono, in ultima analisi la vera sede della memoria individuale e quindi dell’”io” neuro-psichico (software) sono epigeneticamente modellate in risposta alle informazioni provenienti dall’ambiente e, quindi, in continua trasformazione “auto-poietica” per tutta la vita (anche se con plasticità progressivamente ridotta).

Questo modello sistemico, autopoietico e, almeno in parte, istruttivo (lamarckiano) oltre che selettivo (neodarwiniano) vale probabilmente per ogni sistema mnemonico e in particolare per la costruzione dei genomi e dei sistemi psico-neuro-immuno-endocrini.

Neurobiologia del neurosviluppo fisiologico e patologico
Le neuroscienze dello sviluppo studiano le modalità di formazione del sistema nervoso, dai primi stadi dell’ontogenesi embrio-fetale fino all'età adulta. Anche se è noto che le cellule progenitrici neurali seguono fasi prevedibili di proliferazione, differenziazione, migrazione e maturazione nella misura in cui il processo è geneticamente programmato, negli ultimi anni si vanno chiarendo i meccanismi molecolari (in ultima analisi epigenetici) che lo controllano e in particolare il ruolo chiave delle informazioni provenienti dall’ambiente. Lo studio sempre più approfondito di questi fenomeni non è importante soltanto per capire come si vadano assemblando strutture di enorme complessità, ma anche per una miglior caratterizzazione dei disturbi del neurosviluppo, che sono in grande aumento in tutto il mondo; per la ricerca dei principali fattori implicati in questo aumento; per migliorare le nostre capacità di prevenzione primaria, diagnostica precoce, follow up e trattamento.

 

Di seguito il video con l'intervista al relatore Ernesto Burgio  

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