Perché studiare la genetica dei sensi?
Perché una persona ama i broccoli e un’altra li detesta? Oppure, perché quando si guarda la tv per qualcuno il volume è troppo alto e per un altro è troppo basso? Studiando la genetica dei sensi diventa possibile capire come ognuno di noi percepisca stimoli uditivi, olfattivi e gustativi in modo unico e personale.
Un’altissima percentuale del nostro Dna è uguale in tutti gli individui. Tuttavia, sappiamo che si tratta di un codice unico per ogni soggetto. Infatti, è l’insieme di ogni singola differenza del Dna (variante genetica) di ognuno a renderci unici. Andando a studiare quali sono le varianti genetiche che ci caratterizzano diventa possibile capire perché esistono differenze interindividuali. Altre volte, invece, le varianti genetiche possono avere un effetto dannoso sull’organismo. In questi casi si parla di vere e proprie mutazioni e si entra nel campo delle situazioni patologiche, in cui, ad esempio, la percezione sensoriale è difettosa. Studiando la genetica, in particolare quali geni hanno un ruolo nella definizione dei nostri sensi, possiamo capire come funzionano e definire perché esiste variabilità interindividuale sia tra persone sane, sia tra soggetti sani e persone che presentano un disturbo.
Quali sono le implicazioni mediche?
Conoscendo i meccanismi genetici che stanno alla base dell’insorgenza di un disturbo diventa possibile studiare come intervenire. In particolare, se conosciamo quali geni sono implicati nella definizione delle nostre capacità sensoriali diventa possibile identificare i soggetti predisposti a sviluppare un disturbo e magari in futuro sarà possibile sviluppare terapie personalizzate .
Ad esempio, il decadimento sensoriale, cioè l’alterazione delle capacità sensoriali come percezione uditiva, gustativa o olfattiva, è un fenomeno legato all’invecchiamento: fisiologicamente, con l’avanzare dell’età, la sensibilità di tutti i nostri sensi si altera. Si tratta di un fenomeno complesso che dipende sia da cause genetiche, sia ambientali. Sappiamo, però, che questo fenomeno può insorgere più o meno precocemente e con gravità variabile, e la genetica può essere la chiave per spiegare questa variabilità. Il primo passo è quello di identificare quali geni permettono ai sensi di funzionare.
Nel caso del Covid-19 le alterazioni di gusto e olfatto rappresentano un importante campanello di allarme, non sempre presente. Qual è il ruolo della genetica per la manifestazione delle diverse sintomatologie del Covid?
All’inizio della pandemia i ricercatori di tutto il mondo hanno cercato di confrontarsi nel tentativo di capire cosa stesse succedendo e definire quale fosse il modo migliore di rispondere alla situazione. Questa comunicazione ha dato vita a un importante progetto internazionale (Covid19 Host Genetics Initiative) che coinvolge a oggi 165 aziende e istituti di ricerca, tra cui il nostro, provenienti da tutto il mondo. Questo grande consorzio si occupa di raccogliere i risultati della analisi svolte dai diversi gruppi di ricerca con lo scopo di eseguire una meta analisi (studio statistico che raccoglie i risultati di molte analisi, li rielabora e trae delle conclusioni più solide da un punto di vista statistico, ndr). È importante ricordare che gli studi genetici sono molto spesso degli studi statistici. Per questo tipo di analisi l’unione fa la forza, infatti, raccogliendo più dati possibili si minimizzano gli errori e i dati finali saranno più attendibili.
Inoltre, al Burlo, in collaborazione con l’otorinolaringoiatria dell’ospedale Cattinara è in atto uno studio volto proprio a cercare di identificare le varianti geniche implicate nell’alterazione persistente dell’olfatto che alcuni soggetti sviluppano a causa dell’infezione da Covid-19.
Quali sono gli obiettivi degli studi sul Covid?
Per prima cosa, il consorzio intende capire se ci sono differenze genetiche tra soggetti che hanno avuto il Covid in forma molto severa che ha richiesto ospedalizzazione e soggetti che sono rimasti pressoché asintomatici. Inoltre, si cerca di capire se ci sono differenze genetiche tra soggetti che hanno avuto il Covid e soggetti che non lo avevano avuto, stabilendo se la genetica è in grado di influenzare la nostra suscettibilità al virus. Ad oggi, il consorzio ha raccolto dati per un totale di circa 70 milioni di persone che hanno avuto il Covid e 2 milioni di controlli, ovvero soggetti che non sono stati infettati dal virus. Il Burlo fornisce dati anonimizzati riguardanti volontari che hanno presentato Covid in forma grave e soggetti lavoratori del Burlo che hanno avuto il Covid in forma lieve o asintomatica. Inoltre, il Burlo partecipa alle analisi svolte dal consorzio fornendo i dati riguardanti centinaia di soggetti volontari di cui avevamo precedentemente prelevato campioni di Dna, provenienti dagli isolati genetici del Fvg. Si tratta di piccoli paesi isolati culturalmente e geograficamente caratterizzati da elevata omogeneità ambientale e genetica, che abbiamo ricontattato per chiedere se avessero avuto il Covid.
Per quanto riguarda invece lo svolgimento dello studio sul Long Covid, in collaborazione con il professor Paolo Boscolo Rizzo, docente di Otorinolaringoiatria dell’Università di Trieste, l’obbiettivo è quello di identificare le cause genetiche potenzialmente responsabili della persistente alterazione dell’olfatto.
Esistono risultati preliminari?
Le analisi sono ancora in fase di svolgimento, ma il consorzio ha già ottenuto diversi risultati interessanti. Ad esempio, è emerso che un gene codificante per un recettore per gli interferoni ha un ruolo nel definire la gravità della sintomatologia. Queste sostanze sono prodotte in seguito a un’infezione virale per avvertire le cellule vicine a quelle che sono state infettate della presenza del virus, in modo che queste comincino a proteggersi e armarsi per combattere il virus stesso. Inoltre, un altro gene, UGT2A1, il quale è attivo a livello delle cellule dell’epitelio neuro-olfattivo, sembra giocare un ruolo nella perdita dell’olfatto legata all’infezione. A conferma di tale risultato, dallo studio svolto in collaborazione con l’otorinolaringoiatria dell’ospedale Cattinara riguardante l’anosmia persistente causata dal Covid, è emerso che una specifica variante che causa lo spegnimento del gene UGT2A1 è significativamente frequente negli uomini che hanno presentato tale sintomatologia.
Lasciamo da parte il Covid e cambiamo senso. Parlando di gusto… come può la genetica determinare una certa preferenza alimentare?
Quando si parla di preferenze alimentari è importante considerare l’influenza di numerosi fattori che determinano le nostre scelte in fatto di dieta. L’Italian taste project è un perfetto esempio di lavoro di integrazione di queste numerose variabili come età, genere e diverse condizioni socio-demografiche. Anche la genetica è uno dei tanti fattori che influenzano le scelte alimentari: è proprio l’interazione unica che si instaura tra i nostri geni e l’ambiente esterno a definire le caratteristiche preferenze alimentari di ognuno di noi.
Calzante è l’esempio di uno studio recentemente condotto dal mio gruppo di ricerca a partire dai risultati di un’analisi svolta da un team islandese: esiste un’associazione tra una variante di un gene specifico (gene OR51B5) e la capacità dei soggetti portatori di tale variante di identificare l’odore di cannella. Così abbiamo deciso di verificare se questo fosse valido anche nella nostra coorte di soggetti, provenienti sempre dagli isolati genetici del Fvg. Abbiamo considerato 2374 soggetti di cui conoscevamo già le caratteristiche genetiche, disponendo di un campione di Dna. Inoltre, tutti i soggetti erano stati sottoposti allo sniffing test per valutare la capacità di percepire correttamente l’odore della cannella, annusando uno stick che ne emanava la fragranza.
Cosa è emerso?
Anche nel nostro caso è stato possibile provare che i soggetti che presentavano la variante erano quelli in grado di identificare correttamente l’odore di cannella. Inoltre, agli individui coinvolti nello studio era stato anche chiesto di compilare un questionario sulle preferenze alimentari. Da questa analisi è emerso che i soggetti portatori della varante avevano dato alti punteggi di gradimento ai vini rossi. È stato molto interessante evidenziare che i vini rossi prodotti nelle zone di provenienza degli individui analizzati sono prodotti con una particolare metodologia: vengono fatti invecchiare all’interno di botti di legno. Questo processo porta alla generazione di una molecola, la cinnamaldeide, la quale è responsabile dell’odore di cannella.
La presenza di una particolare variante genetica, dunque, influenza la nostra capacità di percepire la presenza di una molecola in un alimento che stiamo consumando e influenzare quindi la nostra percezione generale di quel cibo. In questo caso, la capacità degli individui di percepire il sentore di cannella nel vino che sono abituati a consumare, è associata ad una sensazione positiva.
Per quanto riguarda l’udito, invece, sono in corso studi al Burlo Garofolo?
Il Burlo è il centro di riferimento a livello Italiano per la genetica dell’udito, ma anche a livello internazionale gioca un ruolo importante. Uno dei tanti progetti in corso è focalizzato sullo studio della presbiacusia, ovvero perdita di udito legata all’età. In collaborazione con l’istituto di ricerca Biomedica di Barcellona abbiamo identificato un gene (SLC7A8) le cui varianti possono causare presbiacusia. Il mio progetto di dottorato per il corso di Scienze della Riproduzione e dello Sviluppo dell’Università di Trieste, che sto svolgendo nei laboratori di Genetica Medica del Burlo, è centrato proprio su questo gene. Nei prossimi mesi passerò un periodo all’estero per collaborare con il team di Barcellona con lo scopo di identificare molecole potenzialmente in grado di ripristinare l’attività del gene quando questa, a causa della presenza di varianti, viene alterata.
C.F.
Paola Tesolin, dottoranda nel Laboratorio di Genetica Medica del Burlo Garofolo