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L'artrosi potrebbe essere un'eredità evolutiva: perché ci colpisce?
Un gruppo di ricercatori ha pubblicato su Nature uno studio sulle modifiche genetiche che hanno plasmato lo scheletro umano. I risultati suggeriscono un possibile legame tra la nostra storia evolutiva e la maggiore vulnerabilità alle malattie degenerative delle articolazioni, tra cui l’artrosi. Al centro della ricerca ci sono le sequenze che regolano l’attività dei geni durante lo sviluppo dei tessuti scheletrici.
Lo scheletro umano presenta caratteristiche legate alla locomozione bipede, alla forma delle ossa e allo sviluppo della volta cranica. Per indagarne le origini, gli autori hanno confrontato sequenze umane e di altre grandi scimmie in promotori ed enhancer: regioni del genoma che contribuiscono a stabilire dove e quando un gene viene espresso. La regolazione genica può quindi cambiare la formazione dei tessuti anche senza modificare le proteine prodotte dai geni.
I ricercatori hanno esaminato 561.410 sostituzioni di una singola base presenti nelle sequenze umane derivate. Per misurarne gli effetti hanno usato saggi paralleli su larga scala, introducendo le versioni umana e ancestrale delle sequenze in condrociti fetali umani. A ciascuna sequenza era associato un codice genetico: la quantità di RNA prodotta permetteva di stimarne l’attività regolatrice.
Il confronto ha individuato 15.077 loci con un’attività regolatrice specifica della versione umana. La mappa comprende cambiamenti distribuiti nel genoma e offre un modo per distinguere le varianti che alterano l’espressione genica da quelle prive di un effetto misurabile in questo esperimento. Gli autori hanno concentrato l’analisi su sostituzioni fissate, o quasi fissate, nel corso dell’evoluzione umana.
Il gruppo ha poi generato cellule ibride uomo-scimmia e le ha differenziate in progenitori dei tessuti ossei e cartilaginei. Queste cellule hanno consentito di confrontare l’espressione delle due versioni del genoma nello stesso ambiente cellulare. Integrando i risultati con i saggi sulle singole sequenze, i ricercatori hanno costruito mappe delle differenze regolatrici e delle varianti che possono produrle.
Una delle differenze più marcate riguarda la matrice extracellulare, la rete di molecole che circonda le cellule dei tessuti scheletrici. Lo studio rileva una riduzione dell’attività legata alla produzione di glicosaminoglicani: nelle articolazioni umane, il loro contenuto risulta circa tre-quattro volte inferiore rispetto a quello delle grandi scimmie non umane. Si tratta di molecole presenti nella matrice dei tessuti articolari.
Secondo gli autori, questo cambiamento mostra segnali di selezione e potrebbe contribuire alla particolare suscettibilità umana alle malattie degenerative dello scheletro. Lo studio propone così un meccanismo biologico da esaminare nel rapporto tra evoluzione e salute articolare. I risultati, tuttavia, non dimostrano che le varianti individuate causino da sole l’artrosi in una persona.
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