Ci sono alimenti, come l’olio di oliva o le noci, che possono dare luogo al silenziamento di alcuni geni deleteri, così riducendo l’incidenza di diabete, l’ipercolesterolemia e l‘ipertensione, indicando un miglioramento generale dello stato di salute dopo l’approccio alla Dieta Mediterranea.
di Alessandro Vujovic
L’epigenetica, termine coniato dal biologo Conrad Hal Waddington, si occupa dello studio di tutte quelle modificazioni ereditabili che portano a variazioni dell’espressione genica (fenotipo) senza però alterare la sequenza del DNA (genotipo), quindi senza provocare cambiamenti nella sequenza dei nucleotidi che lo compongono. In altre parole l’epigenetica cambia il modo in cui i geni sono accesi o spenti senza modifiche alla sequenza. Mentre la genetica può essere paragonata all’hardware di un computer, l’epigenetica potrebbe corrispondere al suo software. Queste modifiche fenotipiche forniscono, secondo Corella D. e Coll., (2015) una connessione tra genetica, ambiente e malattie. In realtà, le alterazioni epigenetiche sono state associate a diverse malattie e complicazioni, come l’obesità, il diabete di tipo 2, malattie cardiovascolari o quelle immunitarie (Choi S.W.e Coll. 2010).
Le prove accumulate suggeriscono che le modifiche epigenetiche sono reversibili, modulabili da fattori ambientali (Barres, R. e Coll. 2011) cioè, alcuni componenti specifi della dieta, sono in grado di modificare il fenotipo attraverso cambiamenti nella metilazione o demetilazione (Choi S.W.2010) o acetilazione /deacetilazione del DNA.
Il DNA umano contiene quattro nucleotidi che includono la citosina (C), la guanina (G), la timina (T) e l’adenina (A). Il contenuto di C e G nell’uomo è il 42% del DNA totale mentre questi due nucleotidi vicini (CpG dove “p” è il ponte del gruppo fosfato che li lega) sono presenti solo nell’1% del genoma, anche se, secondo le previsioni statistiche, dovevano essere presenti per il 4%. Questa carenza di siti CpG (denominate isole CpG) è dovuta alla sua vulnerabilità perché la citosina può essere metilata enzimaticamente mediante la DNA –metiltrasferasi, per dare 5-metilcitosina che, qualora poi venisse deaminata, diventerebbe timina (T), al posto della citosina, portando così ad un errore di lettura quindi ad una mutazione pericolosa per il genoma e per l’individuo. Le isole CpG sono presenti in modo rilevante vicino ai promotori di alcuni geni perché così possono accendere o spegnere la trascrizione (on/off switch). Il primo a intuire, negli anni 60-70, il ruolo regolatorio della metilazione del DNA, è stato Eduardo Scarano, con i suoi studi sul “riccio di mare” al Laboratorio Internazionale di Genetica e Biofisica di Napoli.
La metilazione può interessare gli istoni, che supportano il DNA nel nucleosoma, oppure il DNA stesso e . Il processo inverso è l’acetilazione che porta alla trascrizione di quel gene determinando un rilassamento delle spirali del DNA. (Ad es. i broccoli e altre verdure crocifere contengono isotiocianati, che aumentano l’acetilazione degli istoni. Altri cibi, come la soia che è fonte di genisteina (isoflavone), o l’epigallocatechina-3- gallato, un polifenolo del tè verde, possono modificare la metilazione del DNA in alcuni geni oppure la curcumina, presente nella Curcuma longa, che può attivare un gene, inibendo la metilazione del DNA, ma anche modulando l’acetilazione degli istoni).
Ci sono alimenti, come l’olio di oliva o le noci, che attivano la metilazione della C quando legata alla G (CpG) determinando il silenziamento di quel gene.
Se, metilando, è silenziato un gene oncosoppressore, cioè quelli che bloccano un oncogene, allora si potrebbe sviluppare un tumore perché non è soppressa la trascrizione dei fattori di crescita, ma se è metilato un oncogene o un inibitore dell’oncosoppressore allora il tumore non si sviluppa. E’ stato anche dimostrato, da molti autori, che la ipometilazione di siti CpG è associata ad un aumento dell’espressione di oncogeni.
Viceversa si conoscono varie sostanze chimiche che sono considerate “carcinogeni epigenetici” capaci di incrementare l’incidenza dei tumori senza avere un’attività mutagena sul DNA (es: bisfenolo, dietilstilbestrolo, arsenite, esaclorobenzene e alcuni composti contenenti nichel…).
Il lavoro pubblicato dal gruppo di Ana Arpon nel 2018, nella rivista Nutrients, parte dalla conoscenza di ricerche precedenti che avevano documentato:
- La dieta mediterranea (DM) è associata a una diminuzione del rischio di eventi cardiovascolari (diminuzione colesterolo LDL e aumento dell’HDL); un effetto favorevole: sulla pressione arteriosa, sulla sensibilità all’insulina, sul profilo lipidico, sull’infiammazione, sullo stress ossidativo, sulla sindrome metabolica e su certi tipi di tumore (Estruch R. 2006; Martinez-Gonzalez M.A. 2015; Mitjavila M.T. 2013);
- la qualità dei grassi alimentari influenza la metilazione dei geni (Voisin, S. e Coll. 2015);
- i componenti della dieta possono modificare l’espressione genica attraverso modifiche nella metilazione del DNA (Choi SW e Coll. 2010) compreso l’EVOO e le noci ( Rodriguez-Miguel C e Coll. 2015; Poulose S. e Coll 2015);
- la metilazione di specifici CpG, nelle cellule del sangue, determina una diminuzione del rischio di diabete mellito di tipo 2 e cancro al seno. (Burdge G.C. 2012);
- una dieta arricchita con EVOO aumenta la metilazione delle cellule delle ghiandole mammarie e dei tumori (Rodriguez-Miguel, C. 2015);
- il sito CpG CPT1B è anche correlato alla sensibilità del paziente all’insulina (He L. e Coll.2012 ).
- la DM, integrata con noci o EVOO, ha effetti benefici in soggetti con rischio cardiovascolare (Estruch R e Coll., 2006);
- nei geni, le cui isole CpG sono metilate, si modifica l’equilibrio tra metabolismo glucidico, la cui disfunzione determina il diabete mellito di tipo 2, e il metabolismo degli acidi grassi ( Kulkarni S.S.e Coll. 2012).;
- l’adesione alla DM è associata a cambiamenti nella metilazione di parecchi geni correlati anche all’infiammazione ( Arpón A. e Coll. 2017).
A seguito di tanti lavori sulla nutrigenomica, Ana Arpon e Coll. hanno studiato, da un punto di vista epigenetico, in un follow-up a cinque anni, tre gruppi di individui dei quali un gruppo seguiva una MD integrata da EVOO, il secondo gruppo una MD integrata da noci ed il terzo gruppo, di controllo, senza EVOO e senza noci. I 36 partecipanti a questo studio erano uomini/donne di età compresa tra i 55 e gli 80 anni senza precedenti di malattie cardiovascolari. E’ stata sottoposta a monitoraggio l’insorgenza di alcune malattie e la metilazione dei siti CpG dei geni del DNA dei globuli bianchi periferici (in sostituzione di altri tessuti meno accessibili).
Infatti i CpG, differentemente metilati nel DNA delle cellule del sangue, erano stati identificati come specchio del pattern di metilazione di altri tessuti tra cui quello adiposo (Crujeiras A.B. e Coll. 2017).
I siti CpG differentemente metilati sono quelli correlati al metabolismo intermedio, al diabete, all’infiammazione e a segnali di trasduzione. Le modifiche di un sito CpG (cg01081346), evidenziate in questo lavoro, erano associate all’assunzione di acidi grassi polinsaturi (PUFA), mostrando il loro ruolo epigeneticamente modulatorio.
Le noci hanno un elevato contenuto di PUFA (46,66%) in particolare, omega 6, C18:2 = 34% e,omega 3, C18:3 = 6,64% mentre per l’EVOO C18:2= 2,5-21% e C18:3 ≤ 1%.
La ricerca del gruppo di Ana Arpon conclude che, la MD integrata con EVOO oppure noci, determina delle modifiche epigenetiche reversibili. I cambiamenti di metilazione indotti in diversi geni dei globuli bianchi periferici, in particolare la metilazione di un sito CpG era associata alla presenza di PUFA nell’olio e nelle noci tali da modifiche l’epigenoma. Altri Autori avevano osservato, in queste circostanze, diminuire il colesterolo LDL e aumentare il colesterolo HDL (Casas R. e Coll. 2016) conseguentemente diminuire il rischio di eventi cardiovascolari avversi (Haynie K.R. e Coll. 2014).
Nella ricerca è riportato che, nella maggior parte dei casi, c’è stata una riduzione dell’incidenza di diabete, d’ipercolesterolemia e d‘ ipertensione, indicando un miglioramento generale dello stato di salute dopo questo intervento dietetico, documentando dalla contemporanea influenza della metilazione sui geni nei globuli bianchi periferici.
Questo effetto è dovuto al profilo degli acidi grassi presenti in EVOO o nelle noci e si è visto che i cambiamenti di metilazione avvengono nei geni correlati al metabolismo intermedio ( sono quelli relativi al diabete, all’infiammazione e al processo di trasduzione del segnale). Pertanto i potenziali effetti benefici sulla salute del modello alimentare mediterraneo, integrato con EVOO o noci, potrebbero essere mediati attraverso meccanismi epigenetici, dovuti alla presenza dei PUFA.
Lo studio dei biomarcatori nutrizionali e il progresso nel campo dell’epigenetica stanno contribuendo non solo a definire nuovi ruoli nutrizionali nelle malattie, ma anche nell’implementazione di “strategie nutrizionali di precisione” [ Kohlmeier M. e Coll. J. Nutrigenet. Nutrigenom. 2016;9:28–46].
