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“DNA makes RNA makes protein”. Quest’espressione, di Francis Crick, è la versione abbreviata del dogma centrale della biologia: le informazioni genetiche necessarie al corretto sviluppo e funzionamento dell’organismo sono contenute nel DNA che viene trascritto dal RNA che viene poi tradotto in proteine. Tutte le informazioni contenute nel DNA vengono copiate e trasmesse di generazione in generazione.1
Per molti anni si è pensato che disordini legati ad alterazioni nella produzione di proteine derivassero da mutazioni geniche. Solamente nel 1950 si è iniziato a parlare di meccanismi epigenetici ovvero di meccanismi in grado di influenzare l’espressione genica senza alterare la sequenza di nucleotidi che compone il DNA. I meccanismi epigenetici possono influenzare l'attività genica a livello trascrizionale, cioè durante la copia del DNA, e a livello post-trascrizionale, per esempio durante la traduzione delle proteine. Le modificazioni epigenetiche più studiate includono la metilazione del DNA, l'acetilazione degli istoni e, di più recente scoperta, i cambiamenti nell'espressione dei microRNA.2
L'epigenoma, cioè l'insieme dei meccanismi di regolazione che consentono l'espressione dei geni, è dinamico e può essere influenzato da fattori genetici e ambientali; anche le modificazioni epigenetiche possono essere reversibili e questo rende il genoma flessibile a rispondere ai cambiamenti ambientali come l'alimentazione, lo stress, l’esercizio fisico e i farmaci.3
Le alterazioni di questi meccanismi epigenetici possono portare allo sviluppo di numerose patologie come obesità, insulino-resistenza, patologie cardiovascolari e sviluppo di tumori.3
Ad oggi numerosi studi hanno dimostrato che esiste un’associazione tra vari tipi di diete, come diete ad alto contenuto di grassi, diete che prevedono una restrizione calorica o diete che prevedono l'uso di nutrienti bioattivi e derivati vegetali, e i cambiamenti epigenetici che alterano la segnalazione cellulare.3
La modulazione dell’espressione dei microRNA, il più recente meccanismo epigenetico scoperto, pare essere fortemente collegata all’alimentazione. L’espressione aberrante dei microRNA è associata con molte patologie umane ed è stato dimostrato che sono diversi i nutrienti presenti nel cibo che possono modulare la sintesi endogena di questi oligonucleotidi: aminoacidi, carboidrati, acidi grassi, vitamine, fibre e molti altri. Una dieta varia e ben bilanciata in macro e micro nutrienti potrebbe modulare correttamente l’espressione dei microRNA ed essere molto utile nel prevenire o ritardare lo sviluppo di disordini metabolici, patologie cardiovascolari e tumori.4
Negli ultimi anni, con l’aumentare degli studi sui microRNA, è stato scoperto che questi, oltre ad essere prodotti dall’organismo umano, sono presenti anche negli animali e nelle piante. Sono microRNA esogeni, diversi da quelli umani, che vengono introdotti nell’organismo attraverso l’alimentazione e sono in grado di regolare l’espressione di geni bersaglio presenti nell’uomo.4
Un alimento contenente elevati livelli di microRNA è il latte, sia materno che vaccino. I microRNA del latte si trovano dentro vescicole lipidiche che resistono all’ambiente gastrointestinale, vengono assorbite, raggiungono la circolazione sistemica e vanno ad agire su diverse proteine implicate nello sviluppo e nella crescita dell’organismo. Il latte materno si dimostra quindi un nutriente essenziale per i lattanti mentre, la carenza di microRNA nel latte in polvere e l'assorbimento persistente di microRNA del latte vaccino dopo il periodo di allattamento, sono due aberrazioni epigenetiche che possono indurre effetti negativi a lungo termine sulla salute umana.5
Oltre all’allattamento anche il periodo della gravidanza si è dimostrato legato alla dieta e alla modulazione dei microRNA. Nell'inverno 1944/45, durante la seconda guerra mondiale, in Olanda, la disponibilità di cibo era notevolmente ridotta, sia a causa del blocco del trasporto alimentare dalla Germania, sia perché i canali d’acqua congelati impedivano la consegna di cibo con le barche. La carestia e la mancanza di vitamine e proteine nella dieta hanno influenzato l'intera popolazione e in particolare le donne in gravidanza. Studi a lungo termine, sugli effetti di questa condizione, hanno dimostrato che gli individui nati dopo la carestia avevano una maggiore suscettibilità a un sottoinsieme di malattie, inclusa la schizofrenia, la sensibilità allo stress e l’obesità. Studi successivi hanno confermato l’ipotesi che un’alimentazione sana durante la gestazione può regolare l’espressione dei microRNA nel feto e, questi bambini, in età adulta, hanno un rischio minore di sviluppare patologie metaboliche rispetto ai bambini di madri che hanno seguito diete scorrette in gravidanza.2
In conclusione i microRNA sono fondamentali in ogni fase della vita e mantenere la loro espressione regolata con l’aiuto della dieta potrebbe essere utile per modulare il loro impatto sullo stato di salute e malattia dell’uomo.
1. Breaker R.R. et al. The expanding view of RNA and DNA function. Chemistry & biology. 2014;21(9):1059–1065.
2. Moosavi A. et al. Role of Epigenetics in Biology and Human Diseases. Iranian biomedical journal. 2016;20(5):246–258.
3. Palmer J. Et al. MicroRNA expression altered by diet: can food be medicinal? Ageing Res Rev. 2014;17:16-24.
4. García-Segura L. et al. The Emerging Role of MicroRNAs in the Regulation of Gene Expression by Nutrients. J Nutrigenet Nutrigenomics. 2013;6:16-31.
5. Cui J et al. Nutrition, microRNAs, and Human Health. Adv Nutr. 2017;8(1):105-112.