lunedì 4 dicembre 2023

Ereditarietà neanderthaliane

 Geni neanderthaliani, virus e Covid-19

Ormai è più che assodato che 𝙃𝙤𝙢𝙤 𝙨𝙖𝙥𝙞𝙚𝙣𝙨 si accoppiò con 𝙃𝙤𝙢𝙤 𝙣𝙚𝙖𝙣𝙙𝙚𝙧𝙩𝙝𝙖𝙡𝙚𝙣𝙨𝙞𝙨, e con altri gruppi umani, come il Denisova. Non sempre veniva prodotta prole fertile, e quei pochi individui ibridi non si accoppiavano con altri ibridi, ma con uno dei due parentali (maggiormente con 𝙃. 𝙨𝙖𝙥𝙞𝙚𝙣𝙨). Questo processo si chiama 'introgressione', e ha pemesso alla nostra specie di "rubare" geni neanderthaliani (o denisovani), arricchendo così il nostro patrimonio genetico: abbiamo acquisito geni che ci hanno permesso di resistere al freddo, ma abbiamo anche ricevuto in eredità malattie come lupus o il diabete di tipo II.
In questo post, invece, vi parlo un po' dei geni neanderthaliani che influenzano, in modo diretto o indiretto, la nostra capacità di sopravvivere e resistere a certi virus. Altri geni, invece, danno un effetto contrario.
Analizziamo due ricerche.
1) Alcuni geni neanderthaliani aumenterebbero i rischi che si manifestino i sintomi della malattia Covid-19 del virus Sarscov-2 (ne parlerò di nuovo alla fine dell'articolo). È stato studiato un segmento di 6 geni sul Cromosoma 3 dagli scienziati Hugo Zeberg e Svante Pääbo del Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology di Lipsia, in Germania, ed è risultato che possedere questo segmento aumenterebbe i rischi di sviluppare le complicazioni della malattia, e di conseguenza potrebbe "spiegare" come mai colpisca non solo chi ha malattie gravi pregresse, ma anche persone in salute.
Spinti ad indagare attraverso i dati dello studio "Genomewide Association Study of Severe Covid-19 with Respiratory Failure", i due scienziati hanno scoperto che le persone con il gruppo sanguigno A hanno un rischio superiore di sviluppare le complicazioni della Covid-19, così come il gruppo 0 avrebbero rischi decisamente minimi.
Non è ancora chiaro come questo frammento possa aumentare i rischi, anche perché, paradossalmente, dagli incroci tra 𝙃. 𝙣𝙚𝙖𝙣𝙙𝙚𝙧𝙩𝙝𝙖𝙡𝙚𝙣𝙨𝙞𝙨 ed 𝙃. 𝙨𝙖𝙥𝙞𝙚𝙣𝙨, abbiamo ereditato geni che ci aiutano proprio a combattere diversi virus, come potrete vendere nel punto 2.
2) I Neanderthal ci hanno lasciato in eredità anche geni che ci permettono di difenderci da molti virus a RNA.
I biologi evoluzionisti David Enard, dell'Università dell'Arizona a Tucson, e Dmitri A. Petrov, della Stanford University, hanno analizzato più di 4500 geni che nell'uomo interagiscono con i virus comparandoli con i geni di Homo neanderthalensis che si conoscono. Sono state individuate 152 sequenze di DNA neanderthaliano.
Le proteine prodotte dai geni appositi di queste sequenze di origine neanderthaliana interferiscono con il ciclo della replicazione, impedendo al virus di infettare un gran numero di cellule.
I Neanderthal sono vissuti fuori dall'Africa per centinaia di migliaia di anni prima dell'arrivo del Sapiens, e in tutto questo tempo il loro sistema immunitario è stato capace di produrre delle difese efficaci contro questi patogeni.
Abbiamo preso 'in prestito' questi geni(e tanti altri) grazie agli incroci tra tra le due specie. Questo ci ha permesso di sopravvivere a virus a RNA che avrebbero potuto piegare la nostra specie qualche millennio fa e, possedere questi, geni è stato vantaggioso perché non abbiamo dovuto aspettare che casualmente comparissero mutazioni, successivamente selezionate dai vari meccanismi evolutivo, che rendessero il nostro sistema immunitario efficiente contro questi patogeni. Ci sarebbe voluto tanto tempo e tanta fortuna.
Come potete notare, è una situazione abbastanza complessa, e lo studio della paleogenetica può aiutarci a capire tranquillamente situazioni odierne, come quelle causate dal Covid-19.
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Grazie al primo articolo, avrete capito che i geni neanderthaliani hanno giocato, ahimè, un ruolo importante durante questo periodo di pandemia.
Questo recente studio del 2023, dell'Istituto Mario Negri, ha evidenziato come i geni neanderthaliani abbiano favorito la Covid-19 in forma grave. È una predisposizione genetica di cui eravamo già a conoscenza dal 2020.
Hanno partecipato alla ricerca, durata quasi 2 anni, quasi 10.000 persone provenienti dalle zone di Bergamo e ciò che emerge è che il 92% circa dei contagiati venne infettato prima di Marzo 2020. Tra questi, 400 avevano contratto la Covid-19 in forma grave, 400 in forma lieve e 400, invece, non sono stati proprio contagiati.
Ciò che emerge è che, chi si ammalò della forma grave, aveva perlopiù parenti di 1° grado morti di Covid-19 rispetto a quelli di forma lieve. A questo punto i ricercatori hanno esaminato circa 9 milioni di varianti genetiche legate, per esempio, alla regione immunitaria, rivelando quali regioni del DNA fossero responsabili di tutto ciò. È emerso che in questa regione, circa il 7% della popolazione italiana, presenta un gran numero di variazioni nucleotidiche che vengono ereditate in blocco (aplotipo).
Questo aplotipo si trova sul cromosoma 3, ed in parole povere comporta la compromissione del sistema immunitario, o della funzione di certe cellule legate agli alveoli polmonari.
CCR9, CXCR6 e LZTFL1 sono 3 dei 6 geni presenti sul cromosoma 3 associati al rischio Covid, e provengono soprattutto dal genoma di neanderthaliani vissuti nei pressi di Vindija, nell'attuale Croazia circa 50.000 anni fa.
Dai Neanderthal abbiamo ereditato molti geni che hanno permesso alla nostra specie di sopravvivere, mentre geni come questi si rivelano tutt'ora potenzialmente letali. C'è da dire che, nelle popolazioni neanderthaliane, i geni in questione proteggevano, con molta probabilità, da varie infezioni mentre nella nostra specie causano un eccesso di risposta immune che ci espone ad una malattia grave.
Insomma, questi geni non ci proteggono, anzi favoriscono l'infezione.
In parole povere, i geni in questione svolgono 2 ruoli (negativi) nella nostra specie:
-modificano le funzioni di alcune cellule negli alveoli polmonari (causando, così, problemi dal punto di vista respiratorio);
-modificano il comportamento dei globuli bianchi. Vengono, se proprio vogliamo semplificare il discorso, "richiamati" da questi geni causando con più facilità infiammazioni durante le infezioni.
In sostanza, chi è stato esposto al virus e chi era portatore di questo particolare aplotipo, aveva:
-piu del doppio di possibilità di sviluppare la Covid in forma grave. Per intenderci, la forte polmonite che il più delle volte o non lasciava scampo, od obbligava i pazienti a respirare in modo non autonomo attraverso i cosiddetti "ventilatori polmonari";
-piu del triplo di possibilità di finire in terapia intensiva.
Ma non è finita qui. Sono stati identificati altri 17 nuovi loci (regioni genomiche) di cui 10 parrebbero essere direttamente collegati e associati ad una malattia grave, più severa, mentre 7 sono potenzialmente legato al rischio di contrarre la Covid.
Se ciò fa scalpore perché è accaduto in Italia, e quindi può fare sembrare che si tratti di un caso isolato, o unico, ciò che emerge è che questo aplotipo potrebbe aver portato alla morte almeno 1 milione di persone. Ciò comunque fa un pochino luce su quelle che erano morti "inspiegabili". Infatti, se in situazioni "normali" (senza la presenza di questo aplotipo) erano a rischio perlopiù persone anziane o persone con malattie pregresse, ciò riuscirebbe a spiegare anche la morte di soggetti considerati "sani" e/o giovani, quasi intoccabili da una malattia del genere.
C'è da dire, però, che quest'ultima parte è una iper semplificazione, pertanto riporterò parte del testo di un articolo della Fondazione Veronesi dove viene spiegata in modo chiaro la situazione:
"Attenzione però alle facili interpretazioni: lo studio dell'Istituto Mario Negri ha confermato il ruolo importante della genetica nello sviluppo di alcune forme severe di malattia. Ciò non significa che l'eccesso di mortalità verificatosi nella zona della bergamasca nei primi mesi del 2020 sia stato causato dal possedere i "geni di Neanderthal". Quei geni infatti sono presenti in una discreta porzione di cittadini europei (16%) e buona parte degli asiatici (50%). Per dimostrare invece un nesso causale tra gli incredibili numeri di Bergamo nelle prime settimane di pandemia e i "geni di Neanderthal" occorrerebbe dimostrare che a parità di persone infettate si ammalano più gravemente le persone della sola bergamasca in quanto portatori di questi geni. Non solo, occorrerebbe dimostrare anche che queste varianti siano più diffuse in Val Seriana. Ma questi dati non appaiono in alcun studio. Che questi geni aumentino il rischio è un dato di fatto, come già dimostrato in diversi analisi. Ma la "strage" del febbraio 2020 nelle valli non è stata solo una questione di genetica".

Per le fonti, clicca qui, qui e qui



Una maggiore sensibilità al dolore è dovuta ai geni neanderthaliani

Ci verrebbe da dire "cosa non ci ha trasmesso il Neanderthal"? Ma, almeno in questo caso, non si tratta di nessun gene che facilita la comparsa e la manifestazione di certe malattie ma di una situazione un po' più "leggera", come una maggiore sensibilità al dolore.
Sono stati analizzati campioni genetici di circa 7000 persone, e da qui è emerso che in alcuni di essi erano presenti 3 varianti di un gene chiamato SCN9A, ereditato attraverso un fenomeno chiamato introgressione. Questo gene influenza le cellule nervose del corpo che rilevano il dolore e possono aumentare la sensibilità al dolore delle persone che ne sono portatrici, questo perché il gene SCN9A codifica per una proteina che trasporta il sodio nelle cellule e aiuta i nervi che rilevano il dolore a inviare segnali.
Le persone che possiedono almeno una di queste 3 varianti, risultano essere più sensibili al dolore causato, però, da oggetti appuntiti, e non da quello causato per esempio dall'aumento di pressione o di calore. Ciò che emerge, ed è molto interessante, è che queste varianti risultano essere molto diffuse all'interno delle popolazioni latinoamericane (Colombia, Cile, Brasile, Perù e messico). Circa il 30% dei partecipanti è caratterizzato dalla presenza dalla variante del gene SCN9A denominato D1908G, mentre circa il 13% possedeva le altre due varianti che vengono ereditate a coppia, denominate V991L e M932L.
Bene, ora proviamo ad analizzare brevemente i risultati della ricerca:
- Il 46% dei partecipanti discende da nativi americani, il 49,6% circa è di discendenza europea e il 4,4% circa è di discendenza africana. Queste proporzioni variavano significativamente da individuo a individuo;
- I partecipanti provenienti dal Perù possiedono una percentuale più alta di discendenza nativa americana, ed hanno maggiori probabilità di possedere nel loro genoma queste varianti genetiche neanderthaliane. I partecipanti provenienti dal Brasile, invece, hanno una percentuale più bassa di discendenza nativa americana ed hanno meno probabilità di possedere le varianti;
- L'alta frequenza delle varianti neanderthaliane nelle persone con origini native americane è dovuta al fatto che queste popolazioni discendano da quelle di antichi sapiens che si sono accoppiati con individui neanderthaliani, ed hanno raggiunto in seguito l'America attraverso la Beringia;
- Il test sulla soglia del dolore mostra che su oltre 1.600 partecipanti provenienti dalla Colombia (il 56% dei quali erano donne), avevano in media il 31% di origini native americane, il 59% di origini europee e il 9,7% di origini africane. L'esperimento si può riassumere così: è stato spalmato olio urticante sulla pelle dei partecipanti, e successivamente è stata "massaggiata" da alcuni filamenti in plastica, ed ognuno dei partecipanti ha detto "stop" non appena incominciava a sentire dolore. I filamenti più larghi esercitavano una forza maggiore sulla pelle già irritata, e chi possedeva le varianti neanderthaliane sentiva un po' di dolore o disagio con filamenti relativamente piccoli rispetto a chi non possedeva le varianti.
Ciò che ne consegue è che le varianti genetiche non hanno influenzato molto la sensibilità al dolore, ma hanno influenzato solo la loro risposta alla pressione della puntura esercitata da corpi piccoli e contundenti, come gli spilli. Tutto ciò è comunque correlato a qualche sorta di beneficio in termini di sopravvivenza, ma non è necessariamente correlato alla sensibilità al dolore, una sorta di effetto secondario dovuto a qualche altro cambiamento evolutivo. Pertanto, bisognerebbe capire se pressioni evolutive agirono su SCN9A, e se le sue varianti svolsero un ruolo significativo in individui neanderthaliani, ma ciò che è chiaro è che il dolore acuto è adattivo nel modulare il comportamento e prevenire ulteriori lesioni.

Image credit: Holger Neumann / Neanderthal. Per la fonte, clicca qui


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