Meccanismi epigenetici e transgenerazionali nei disturbi
Download as PPTX, PDF0 likes164 views
Il documento esplora i meccanismi epigenetici e transgenerazionali nei disturbi del neurosviluppo legati all'obesità materna, evidenziando come l'epigenoma possa influenzare l'adattamento degli individui all'ambiente. Esamina l'impatto di interferenti endocrini e di fattori ambientali sull'espressione genica e sullo sviluppo cerebrale dei feti, suggerendo che l'obesità materna possa 'programmare' predisposizioni negative nella prole. Sono presentati evidenze epidemiologiche che collegano l'obesità materna a danni cognitivi e comportamentali nei figli, supportando l'importanza di considerare queste influenze per affrontare le sfide attuali della salute pubblica.
![INFLUENZE EPIGENETICHE MATERNE
[…]Questi risultati sono indicativi poiché, i cambiamenti fenotipici
della sfera cognitiva della prole di madri obese, sono mediati da
un trasferimento intergenerazionale di influenze epigenetiche
sulla neuroinfiammazione, espressione delle neurotrofine e
stress ossidativo (Bodden et al., 2021).
[…]il rimodellamento della cromatina e la corretta
assegnazione di segni epigenetici sul genoma sono di
fondamentale importanza per l'ontogenesi cerebrale
(Jakovcevski, & Schahram, 2012)](https://image.slidesharecdn.com/meccanismiepigeneticietransgenerazionalineidisturbi-220318161309/85/Meccanismi-epigenetici-e-transgenerazionali-nei-disturbi-27-320.jpg)
![Quante generazioni? [MODELLI MURINI]
1. In una ricerca di Eaton e collaboratori (2018) è stato dimostrato
come, l’obesità materna, possa programmare il metabolismo
della prole per tre generazioni. [Insulino-resistenza su F1-F2-
F3]
2. Nella fattispecie, i ripetuti stimoli ambientali ai quali sono
sottoposti genitori vanno a generare delle “firme”
epigenetiche nelle cellule germinali, in grado di plasmare il
neurosviluppo della prole (Rodgers, 2015).](https://image.slidesharecdn.com/meccanismiepigeneticietransgenerazionalineidisturbi-220318161309/85/Meccanismi-epigenetici-e-transgenerazionali-nei-disturbi-28-320.jpg)
Meccanismi epigenetici e transgenerazionali nei disturbi
- 1. Meccanismi Epigenetici e Transgenerazionali nei Disturbi del Neurosviluppo mediati dall’Obesità Materna. Una spiegazione basata sulla visione dei Sistemi Complessi. Relatrice: Candidato: Prof.ssa Mandolesi Georgia Claudio Angelo Lombardo Matr. n. 206777 Anno Accademico 2021-2022
- 2. L'epigenoma è il fluido dinamico, componente del genoma, in grado di acquisire una “memoria” dalle esperienze, dando così agli individui l’opportunità di adattarsi meglio all'ambiente. Uno squilibrio nell’acetilazione e della metilazione degli istoni può causare alterazioni della struttura della cromatina con regolazione aberrante di geni coinvolti nel controllo del ciclo cellulare, del differenziamento e/o dell’apoptosi Premesse
- 4. Antennas on Buildings (Kitchen, 2001) shadow region 1 50 100 200 300 m Distance (m) Power Density (micro/m2) 0.28 0.06 0.04 0.16 0.07 W/m2 Fire Station 101 reflection Electrosmog
- 5. Lezioni ed esercizi di elettronica 2 Editrice La Scuola Fino al 1930 circa, la parte dello spettro delle onde radio sopra i 30 MHz era praticamente vuota: non esistevano segnali prodotti dall'uomo Ai giorni nostri, lo spettro delle frequenze radio è estremamente sfruttato e viene per comodità diviso in varie bande di frequenza dai 3 kHz delle frequenze molto basse (VLF) fino ai 300 GHz delle frequenze estremamente alte (EHF). Le bande di frequenza sono divise in base alle caratteristiche che ne determinano l'impiego in certi settori piuttosto che in altri. http://www.torinoscienza.it/dossier/ le_bande_di_frequenza_2336 1 Il problema dell’esposizione collettiva /crescente limiti epidemiologia
- 6. Extremely Low Frequency (ELF) to Radio Frequency (RF) exposure time 1900 2000 1940’s radar 1970’s computers 1980’s cell phone electricity ~1900 1950’s television radio “wireless” 1920’s RFID WiFi, WiMax 2000’s EHS miscarriages brain tumors electrocution cancers radio wave sickness screen dermatitis cancers smart meter ? Long-term Health Effects? CFL Technological Advances Elizabeth Kelley, M.A. 1 Il problema dell’esposizione collettiva /crescente limiti epidemiologia
- 11. ….NON si tratta di una tematica di esclusiva pertinenza endocrinologica…e/opediatrica Organismo umano: clone cellulare derivato da un’unica cellula totipotente (zigote) e costituito da miliardi di cellule con unico DNA e differente (epi)genoma Parole chiave EDCs DOHAD Fetal Programming Fluid (Epi-Genome) Finestre di Esposizione Cellule totipotenti…multipotenti… Differenziazione cellulare Plasticità potenzialità MASSIMA Gli interferenti endocrini sono sostanze mimetiche o comunque in grado di interferire sul cell signaling intercellulare e intracellulare a vario livello: comunicazione intercellulare (discorso analogo potrebbe esser fatto per gli antibiotici tra gli organismi monocellulari), sui recettori membranari e nucleari, sulle pathways di trasduzione dei segnali dalla membrana al nucleo, sui meccanismi di trascrizione, traduzione etc. Gli effetti più significativi sono connessi alla possibile loro azione su cellule/tessuti di organismi in via di sviluppo, con particolare rilievo per specifiche fasi di sviluppo di organi e tessuti (finestre di esposizione). Il problema fondamentale (in ambito biomedico) connesso alla diffusione in ambiente (catene alimentari !) di molecole xenobiotiche, metalli pesanti ecc.. in grado di agire da interferenti endocrini (perturbatori informatici) può essere riassunto in una sigla: DOHAD 1 2 3 4
- 12. The gift our mothers never wanted to give us CHEMICAL FALL OUT ULTRAFINE PARTICLES ENDOCRINE DISRUPTORS 1 2 3 .. at present many studies, in various parts of the world, are evaluating the global chemical body burden .. especially in women, embryos/fetuses and children, providing dramatic results. HEAVY METALS http://www.ewg.org/reports/generations/
- 15. Le principali variazioni del nostro fenotipo (sia fisiologiche che patologiche) hanno le loro origini nella programmazione fetale, sono indotte dal mutare dell'ambiente e modulate dall'epigenoma. Mismatch The Obesity pandemics is the very first phenotypical transformation of an entire species
- 17. 2020 LIFESTYLE??
- 18. Genes (Fluid) Genome Phenotype Phenotype Random Mutations Neodarwinistic Paradigm Neo-Lamarckian-Constructive Paradigm Natural Selection Natural Selection Environment (Fluid) Epigenome Proteome (Environment) (microevolution) microevolution macroevolution Ribotype Reverese Transcriptase Mobile Sequences Symbiogenesis Horizontal gene transfer (ecosystems) Natural Genetic Engineering Rs: Receptors Cells Rs Molecules Organisms HATs HDACs NRs DMTs TFs Rs GRNs Master Genes A B EMERGENT PROPERTIES Environmental crisis NEW DEVELOPMENTAL PATTERNS
- 19. from to Evolution of DOHaD: the impact of environmental hazards on the origins of current “pandemics” È noto da molti anni che il feto non è completamente protetto nel microambiente uterino. Ma solo nell'ultimo decennio ci siamo concentrati sui meccanismi e le modalità dell'esposizione materna e fetale a una gamma impressionante di sostanze chimiche (ad es. interferenti endocrini), fisiche (ad es. CEM) e biologiche (ad es. virus) in grado di indurre cambiamenti epigenetici potenzialmente adattivi e predittivi nel genoma embrio-fetale, interferendo così con la programmazione dei tessuti e degli organi del bambino in modo spesso irreversibile.
- 22. Dans ce contexte, l'organe qui acquiert une importance vraiment extraordinaire est le PLACENTA: un organe qui a été très peu étudié jusqu'à il y a quelques années et qui émerge comme une sorte de "salle de contrôle" pour la programmation (épigénétique) de différents tissus et organes foetaux
- 23. http://www.ilsi.org/NR/rdonlyres/15CC21E6-FA33-4DB5-9936-B15A52D5B4C4/0/03Gilman.pdf C’è un nesso tra questa drammatica trasformazione dell’ambiente indotta dall’uomo in pochi decenni e l'incremento esponenziale e la progressiva anticipazione sintomatologica di alcune patologie…. cronico-degenerative, immunomediate; neurodegenerative, endocrino-metaboliche, cardiocircolatorie e neoplastiche. «Può l’obesità materna “programmare” il feto ai disturbi del neurosviluppo?»
- 24. Tra gli EDC esistono gli inquinanti organici persistenti lipofili (POP) che vengono conservati nei tessuti adiposi e rilasciati in caso di perdita di peso (Fénichel, 2021).
- 25. Il feto e il bambino in via di sviluppo sono particolarmente sensibili agli EDC a causa della loro immaturità di disintossicazione epatica e della loro plasticità epigenomica. Prove epidemiologiche e sperimentali sostanziali supportano che questa esposizione precoce può influenzare eventi, più avanti nella vita, e diverse malattie dello sviluppo, riproduttive, metaboliche o cancerogene (Braun et al., 2016; Gore et al., 2015, Wahlang, 2018).
- 26. Paternain e collaboratori (Paternain et al., 2013) hanno somministrato una “high-fat and high- sucrose diet” (HFS) postnatale precoce, che differisce da una “high-fat diet” (HFD) standard per il contenuto di carboidrati (compresi gli zuccheri) mantenuti alti e costanti. Questo studio ha rilevato che la dieta HFS esercitava effetti negativi sull'espressione e sulla metilazione dei geni correlati alla funzione cerebrale sul trasportatore attivo della dopamina (Slc6a3) e sulla proopiomelanocortina (Pomc) nella prole (solo nelle femmine studiate) (Lindsay et al., 2019).
- 27. INFLUENZE EPIGENETICHE MATERNE […]Questi risultati sono indicativi poiché, i cambiamenti fenotipici della sfera cognitiva della prole di madri obese, sono mediati da un trasferimento intergenerazionale di influenze epigenetiche sulla neuroinfiammazione, espressione delle neurotrofine e stress ossidativo (Bodden et al., 2021). […]il rimodellamento della cromatina e la corretta assegnazione di segni epigenetici sul genoma sono di fondamentale importanza per l'ontogenesi cerebrale (Jakovcevski, & Schahram, 2012)
- 28. Quante generazioni? [MODELLI MURINI] 1. In una ricerca di Eaton e collaboratori (2018) è stato dimostrato come, l’obesità materna, possa programmare il metabolismo della prole per tre generazioni. [Insulino-resistenza su F1-F2- F3] 2. Nella fattispecie, i ripetuti stimoli ambientali ai quali sono sottoposti genitori vanno a generare delle “firme” epigenetiche nelle cellule germinali, in grado di plasmare il neurosviluppo della prole (Rodgers, 2015).
- 29. Esiste una forte evidenza epidemiologica che collega la madre obesa al deterioramento cognitivo nella prole (Tong, 2021). 1) Cambiamenti nella struttura cerebrale e nell'espressione genica cerebrale; 2) deterioramento cognitivo/di apprendimento; 3) anomalie comportamentali; 4) alimentazione disordinata/dipendenza da cibo (Eldow, 2017).
- 30. Inoltre, una dieta materna ad alto contenuto di grassi è stata associata ad una ridotta espressione del Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) nella prole che rappresenta una neurotrofina chiave coinvolta negli aspetti cognitivi, nella differenziazione neuronale e nella plasticità fenotipica Le citochine pro-infiammatorie che passano dalla placenta al feto durante la gestazione, possono influenzare lo sviluppo di network neurali che regolano il comportamento, come l'asse ipotalamo-ipofisi-surrenale (HPA), i sistemi serotonergici, quelli dopaminergici e i livelli di BDNF e di IL-6 (‘Interleuchina 6’), una citochina proinfiammatoria chiave (Piazza et al., 2019) Livelli più elevati di IL-6 possono portare a deficit cognitivi e comportamentali della prole alterando la formazione di sinapsi (Estes, 2016).
- 31. Inoltre, è stata segnalata una flora batterica intestinale materna che attiva le cellule Th17 (che svolgono un ruolo chiave nelle patologie infiammatorie) aumentando il rischio di alterazioni del comportamento della prole dei roditori e anomalie della struttura cerebrale. Tali modifiche sono simili risultati simili all’ASD. Uno studio di risonanza magnetica funzionale (MRI), ha mostrato che i neonati di due settimane di madri con obesità mostravano una connettività funzionale alterata nei domini legati alla sensazione, ricompensa, cognizione e controllo motorio (Salzwedel et al., 2019).
- 34. FEEDBACK
- 35. ENTROPIA NEGHENTROPIA Tempo (t) Stato/Ordine AMBIENTE CALIBRAZIONE / RETROAZIONE Retroazione + Retroazione - ENERGIA MATERIA INFORMAZIONE (vantaggiosa) ENERGIA MATERIA INFORMAZIONE (svantaggiosa) Una possibile applicazione del modello cibernetico al sistema-organismo varietà MORTE Sistema Comunicazione AMBIENTE
- 36. ‘‘Non possiamo risolvere i problemi usando lo stesso tipo di pensiero che abbiamo usato quando li abbiamo creati’’