Eleonora de Fonseca Pimentel, ricordandoti

Epigenetica a Napoli negli anni 60. Le ricerche di Edoardo Scarano

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L’inizio della storia dell’epigenetica, affascinante accompagnatrice della genetica, risale alla polemica ovviamente scientifica, tra i sostenitori di Charles Darwin, l’autore del trattato Dell’origine delle specie, pubblicato nel 1859 e quelli di Jean Baptiste de Lamarck, naturalista, zoologo e botanico francese, autore nel 1809 del trattato Philosophie zoologique.

Lamarck aveva sostenuto che, almeno nel campo vegetale, le specie trasmettono ai discendenti i caratteri acquisititi dovuti alle modifiche ambientali, mentre Darwin affermava che il mutamento poteva avvenire solo attraverso mutazioni geniche occasionali.

Il dibattito era molto vivace, anche se Darwin, negli ultimi anni di vita, parve concordare, almeno in parte, con le vedute ambientalistiche di Lamarck.

Negli anni trenta del secolo successivo nel dibattito scientifico s‘intromise l’ideologia politica: l’agronomo Lysenko, presidente dell’Accademia pansovietica Lenin delle scienze agrarie, convinse i dirigenti stalinisti che la genetica classica mendeliana era una “pseudoscienza borghese”, che l’ambiente poteva provocare mutazioni trasmissibili nella specie, e che l’ambiente socialista poteva addirittura dar vita all’”Uomo Nuovo”.

Gli esiti furono disastrosi, alcuni oppositori fecero una tragica fine e l’Unione sovietica rimase in seguito chiusa ai progressi della ricerca genetica mondiale; Lysenko morì dimenticato nel 1976.

 

Anche le “vedute ambientaliste” di Lamarck furono temporaneamente abbandonate non essendo ancora noti i meccanismi molecolari che giustificassero l’ereditarietà dei tratti acquisiti.

L’argomento fu ripreso da Conrad Waddington, embriologo e genetista britannico, che nel 1942 coniò per primo la parola epidemiologia dal greco epi (sopra) e gennetikos (relativo all’ereditarietà familiare) definendola come «il processo di sviluppo attraverso il quale i geni di un genotipo si traducono in effetti fenotipici».

In altre parole veniva ammessa l’esistenza di fattori che influenzano l’espressione genica senza modificare la sequenza del DNA.

Nel 1957 Waddington propose anche il famoso “paesaggio epigenetico” nel quale una palla, che simboleggiava una cellula, poteva seguire sentieri diversi dovuti alle asperità della superficie che percorreva, l’equivalenza delle influenze ambientali intra ed extra-cellullari.

Negli anni 60 iniziarono le ricerche per conoscere i meccanismi molecolari alla base dell’epigenetica ed è qui che s’inserisce il lavoro di una équipe di giovani ed appassionati ricercatori diretti da un brillante scienziato napoletano Edoardo Scarano.

Le ricerche si svolgevano nel Laboratorio (poi Istituto) internazionale di genetica e biofisica fondato nel 1962 a Napoli dal genetista Adriano Buzzati Traverso con l’intento d’importare in Italia l’approccio molecolare alle scienze biologiche, approccio che aveva visto nascere e crescere nei suoi soggiorni negli Stati Uniti.

Nell’articolo di E. Scarano, M. Iaccarino, P. Grippo, D. Winckelmans, On methylation of DNA during development of the sea urchin embryo., Mol. J Biol. 1965;14:603–607, è stata descritta per la prima volta la metilazione del DNA, che rappresenta il principale meccanismo molecolare epigenetico.

Si tratta di un processo biologico mediante il quale i gruppi metilici vengono aggiunti alla molecola del DNA modificandone l’attività, ma senza alterare la sequenza.

Nel riccio di mare, il Paracentrosus lividus, (sea urchin nella lingua inglese), un mollusco noto per le qualità gastronomiche, potevano essere osservate le modifiche nello sviluppo embrionale indotte dalle variazioni del processo di metilazione.

In seguito è stata studiata anche la metilazione e l’acetilazione dell’istone, l’insieme delle proteine basiche non codificanti che costituiscono la componente strutturale della cromatina nucleare.

Le ricerche e i risultati dell’équipe napoletana suscitarono molto interesse nell’ambiente scientifico internazionale e attrassero a Napoli numerosi studiosi e ricercatori.

Che si trattasse di un’attività pionieristica è oggi testimoniato anche da Medline: il numero di pubblicazioni sulla epigenetica, limitato a poche unità nel decennio 1960-70, ha avuto successivamente un aumento vertiginoso   raggiungendo la cifra di 13 mila nell’anno 2020.

L’epigenetica offre stimolanti interpretazioni dello sviluppo delle malattie genetiche, delle neoplasie e la trasmissione ereditaria dei caratteri acquisiti.

La sindrome ICF, studiata dai collaboratori di Scarano, è una malattia genetica recessiva caratterizzata da mutazioni geniche codificanti la DNA metiltransferasi con alterazioni del processo di metilazione.

Nelle neoplasie vi è uno “sbilanciamento di metilazione”, con eccessi o difetti nei processi di metilazione o dell'acetilazione, e silenziamento dei geni oncosoppressori ed  è possibile intervenire farmacologicamente per correggere queste anomalie.

Sono stati sviluppati farmaci epigenetici e scoperto che la inattivazione epigenetica di geni soppressori  può avere un ruolo chiave nello sviluppo della resistenza ai farmaci chemioterapici.

In riferimento alla storica controversia Darwin-De Lamarck alcuni studi epidemiologici hanno confermato la possibilità della trasmissione di fattori acquisiti alle future generazioni come ad esempio il riscontro di alterazioni della metilazione del DNA nella prole di nati da madri fumatrici.

Anche nei bambini nati da genitori esposti a grave denutrizione nell’Olanda occidentale ancora occupata dai nazisti nell’inverno 1944-45, con una dieta inferiore a 700 kcal al dì, vi era una ridotta metilazione del DNA da parte del gene IGF2 assente nei fratelli nati da genitori che erano in migliori condizioni di nutrizione durante il periodo di gestazione.

L’eredità transgenerazionale, se confermata da ulteriori studi, sottolinea ancora una volta l’importanza dell’ambiente sulla nostra salute ed accresce la nostra responsabilità per l’inquinamento lasciato alle future generazioni.

Nonostante le brillanti ricerche e i risultati ottenuti la struttura del Laboratorio di genetica e biofisica di Napoli andò in crisi dopo il 1969 e fu difficile proseguire il lavoro di ricerca.

Scarano si dedicò soprattutto all’insegnamento universitario.

L’attività scientifica e la personalità dello scienziato, purtroppo deceduto per neoplasia nel 1986, a soli 62 anni, caratterizzate da eccezionale intelligenza, grande umanità e passione per la ricerca, sono state ricordate e messe in rilievo in un Convegno svoltosi a Napoli nel 2011 con il patrocinio dell’Istituto Italiano per gli Studi Filosofici e della Associazione ARFACID, onlus (Solidarietà Sociale e Promozione degli Studi sul Cancro, Invecchiamento, Malattie Degenerative).

L’Associazione era stata promossa da Scarano durante la malattia.

Sono intervenuti al Convegno scienziati di fama internazionale, allievi, collaboratori e amici e gli interventi pubblicati in un breve volume Edoardo Scarano. Uno scienziato antesignano dell’Epigenetica (Editoriale Scientifica, Napoli 2014), completato nell’appendice dai ricordi dei familiari.

 

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