L'evoluzione può aver spinto l'uomo verso una maggiore rischio per il diabete di tipo 1

Marzo 31, 2016 Admin Salute 0 0
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"All'inizio eravamo completamente scioccato perché, senza trattamento con insulina, il diabete di tipo-1 ti ucciderà come un bambino", ha detto Atul Butte, MD, PhD, assistente professore di biologia del cancro pediatrico e un esperto di bioinformatica. "Tutto quello che è stato insegnato di evoluzione indicherebbe che dovremmo evolvendo da svilupparla. Invece, siamo stati in evoluzione verso di essa. Perché dovremmo avere una variante genetica che ci predispone a una condizione mortale?"

I ricercatori ipotizzano che almeno alcuni dei cambiamenti rischiosi possono proteggere i vettori nei confronti di determinati virus e batteri - un trade-off che possono aver avuto senso evolutivo in un passato non troppo lontano, quando le malattie infettive sono stati devastanti e in gran parte incurabili. Non è chiaro, tuttavia, se gli effetti benefici derivano da mutazioni associate alla malattia stessi, o da geni vicini che tag along quando il DNA viene divvied su in spermatozoi e uova.




Butte, che dirige il Centro per la Bioinformatica Pediatric Hospital Lucile Packard Children di, è l'autore senior della ricerca, che è stato pubblicato 17 agosto in Public Library of Science One. Dottorando Erik Corona è il primo autore dello studio e ha condotto l'analisi.

L'idea che i geni che provocano la malattia può essere utile non è nuova. Il caso più chiara comporta una variante del gene che, quando è presente in due copie, provoca anemia falciforme, che può determinare intenso dolore, danno d'organo e la morte. Anche se sembra che la selezione naturale avrebbe lavorato per eliminare il disordine, la variante regna ancora in alcune aree dell'Africa perché le persone con un solo copia sono meno suscettibili alla malaria. Evolutivamente il trade-off è valsa la pena: molte più persone sono protetti dalla malaria che mai sviluppare anemia falciforme, anche in ambiente di oggi.

A differenza di anemia falciforme, che è causata da una mutazione in un solo gene, molte malattie complesse sono associate a diverse varianti - posizioni specifiche nel DNA in cui i nucleotidi "lettere" variano tra gli individui. Queste posizioni sono note come SNP, per polimorfismi a singolo nucleotide. Alcuni di questi SNP sono associati ad un aumentato rischio di malattia, mentre altri proteggono contro sviluppare la malattia. Nel calcolare il grado di rischio genetico di un individuo, è necessario considerare l'effetto netto di tutte le sue varianti.

Corona raccolse sette condizioni ben noti per studiare: di tipo 1 e diabete di tipo 2, l'artrite reumatoide, l'ipertensione, la malattia di Crohn, malattia coronarica e disturbo bipolare. Precedente studi di associazione genome ampie hanno identificato diverse centinaia di SNPs associati a ogni disturbo. Corona ha scoperto che i migliori SNPs associati al diabete di tipo 1, 80 sono stati di recente in aumento in prevalenza, il che significa che sono stati sottoposti a selezione positiva. Di questi, un sorprendente 58 sono associati ad un aumentato rischio di malattia, mentre il 22 appaiono protettiva. Allo stesso modo, SNPs associati ad un aumentato rischio di artrite reumatoide sono risultati essere selezionato positivamente. A differenza di tipo 1 diabete e l'artrite reumatoide, Corona ha scoperto che ci stiamo evolvendo da una tendenza a sviluppare la malattia di Crohn (cioè, SNPs più protettive di SNPs rischiosi sono stati positivamente selezionato).

Risultati per le altre tre - disturbi del diabete di tipo 2, malattia coronarica e disturbo bipolare - ha dimostrato che SNPs protettive e rischiosi sono stati positivamente selezionati in proporzioni circa uguali. "Ora stiamo iniziando a vedere piccoli suggerimenti sul motivo per cui questo potrebbe essere il caso", ha detto Butte. Ad esempio, un recente studio in un altro laboratorio ha dimostrato che le variazioni genetiche in un gene risposta antivirale chiamato IFIH1 che migliorare la sua capacità di proteggere contro le infezioni da enterovirus (e il conseguente, potenzialmente mortale, disturbi addominali grave) aumentano anche il rischio di un vettore per il tipo-1 diabete. E gli scienziati che studiano modelli di malattia a livello globale hanno da tempo notato che la prevalenza della tubercolosi varia inversamente con quella di artrite reumatoide.

"E 'possibile che, in aree del mondo dove associato trigger per alcune di queste condizioni complesse mancano, i vettori dovrebbero provare solo l'effetto protettivo contro alcuni tipi di malattie infettive", ha detto Butte, che ha sottolineato che l'effetto cumulativo di molte SNPs in genoma di una persona può attenuare l'effetto di qualsiasi variante, anche se ha fatto aumentare il rischio di una persona per una particolare condizione.

Indipendentemente dal motivo, si applicano ancora alcuni principi evolutivi. Persone sane sono, presumibilmente, più probabilmente di riprodurre e trasmettere quegli stessi geni - che si tratti di protezione o rischioso - per la loro prole. Quando le condizioni cambiate a causa delle differenze nella dieta, le esposizioni o posizione, come le popolazioni si spostano in tutto il mondo, portatori delle SNPs rischiose hanno cominciato a sviluppare le condizioni lottiamo con oggi.

Corona e Butte stanno espandendo le loro indagini per includere ancora più SNPs e malattie. Essi sono anche guardando il profilo genetico di diversi tipi di tumori, per vedere se ci sono prove per una pressione evolutiva positiva anche lì.

"Anche se siamo stati trovando contributi sempre più genetiche a rischio di malattia", ha detto Butte, "che non è proprio una risposta interessante. Ci hanno avuto modo di essere alcune altre ragioni per cui abbiamo queste condizioni."

Oltre a Corona e Butte, studente laureato Joel Dudley ha partecipato alla ricerca. Il lavoro è stato sostenuto dal Packard Foundation Lucile per la salute dei bambini, la Packard Fondazione Hewlett, la Armin e Linda Miller Fellowship Fund, la National Library of Medicine, l'Istituto Nazionale di scienze mediche generali, la National Science Foundation e l'Howard Hughes Medical Institute .

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