Conosci i tuoi ‘omi’? In questo Mercoledì della Scienza ( #OMFScienceWednesday), ci occupiamo degli ‘omi’ studiati nella ricerca biomedica e cerchiamo di spiegare perché stiamo finanziando progetti per studiarli nella ME / CFS.
Genomica:
Il genoma si riferisce a tutto il DNA presente in un organismo vivente. Il DNA è organizzato in geni che codificano per delle proteine e le proteine ricoprono ciascuna un ruolo specifico all’interno dell’organismo.
Per poter dar vita ad una nuova cellula, serve che il DNA presente nella cellula madre venga copiato. Questo significa che tutte le nostre cellule possiedono i medesimi geni — a meno che non si verifichino degli errori nella procedura di copia.
Dato che il genoma di ciascun individuo è unico, chiamiamo le differenze interpersonali relative a un certo gene “varianti”. Queste varianti condizionano i diversi tratti biologici esistenti tra individuo e individuo. Ad esempio, alcune di queste varianti possono accrescere il rischio di sviluppare determinate patologie. Alcuni studi hanno identificato delle varianti che potrebbero accrescere il rischio di sviluppare la ME / CFS.
Transcriptomica:
Con “transcriptomica” (o studio dell’espressione genica) si fa riferimento a tutto l’RNA prodotto o “espresso” dai geni del genoma. L’RNA è una molecola che agisce da messaggero, veicolando l’informazione codificata nel DNA e permettendo la sintesi delle proteine. A seconda del tipo di cellula e del tipo di tessuto, l’RNA darà il via alla sintesi di proteine diverse.
Esistono alcune patologie in cui il genoma di per sé può non mostrare alterazioni, ma in cui il processo di trascrizione — che converte l’informazione dal DNA all’RNA — può contenere errori. Di conseguenza la cellula può sintetizzare in quantità eccessiva o eccessivamente ridotta una proteina deputata allo svolgimento di un compito importante, ponendo con ciò le basi per lo svilupparsi di una malattia o di una disfunzione.
Riuscire a capire il tipo e la quantità di RNA (cosa che può esser fatta attraverso le moderne tecnologie di sequenziamento) può darci importanti informazioni sull’efficacia del meccanismo di trascrizione dal DNA all’RNA.
Proteomica:
Per “proteoma” si intendono tutte le proteine prodotte dall’RNA. Le proteine sono i mattoncini coi quali costruiamo le nostre cellule, ciascuno secondo il proprio ruolo. Alcuni agiscono da cancelli che regolano l’ingresso e l’uscita delle molecole rispetto ai confini della cellula; altri sono enzimi che scatenano importanti reazioni biochimiche, come ad esempio bruciare il glucosio per produrre energia.
Similmente a quanto accade con l’RNA, il contenuto e i livelli di proteine possono variare sensibilmente da cellula a cellula e da tessuto a tessuto. Dato che le proteine sono responsabili per moltissime funzioni biologiche, il proteoma può dirci molto su quali funzioni una cellula può o non può avere.
Metabolomica:
Il metaboloma è l’insieme di tutte le piccole molecole chiamate “metaboliti”. I metaboliti sono molecole prodotte dal processo di metabolismo dei nutrienti. La metabolomica, ossia lo studio del metaboloma, può fornirci una fotografia del nostro metabolismo.
Il metaboloma viene solitamente misurato nei fluidi corporei quali sangue, plasma o urina. Il sangue e il plasma trasportano il nutrimento alle cellule e da esse portano via gli elementi di scarto. Pertanto, quando si misurano i metaboliti nel sangue, si misurano due cose: i nutrienti primari e i prodotti di scarto.
Tuttavia esistono numerosi passaggi intermedi fra il momento in cui il nutrimento viene ricevuto e il momento in cui viene espulso sotto forma di prodotto di scarto.
Nuove tecnologie consentiranno agli scienziati di misurare il metaboloma di cellule vive in tempo reale, ossia di esaminare il metabolismo nel suo svolgimento.
Molti studi sulla ME / CFS hanno trovato differenze tra i metabolomi dei pazienti e dei controlli sani,; tra questi studi si segnalano quelli del dott. Naviaux.
Microbiomica:
Il microbioma è l’insieme dei microorganismi presenti in un campione di materiale biologico. Sapevi che nel tuo corpo ci sono più microbi che cellule? Questi milioni di microbi ci aiutano nel processo metabolico, nelle risposte immunitarie, e persino nella regolazione dell’umore. Alcuni studi hanno rivelato alterazioni nel microbioma intestinale dei pazienti ME / CFS.
Poiché ciascun “oma” è un diverso livello di informazione molecolare circa le funzioni biologiche di un individuo, siamo in grado di imparare un sacco sulle malattie grazie allo studio congiunto di tutti gli “omi”. Lo studio integrato di questi livelli di informazione può aiutarci a capire perché alcuni “omi” varino tra pazienti e controlli sani — ad esempio, può portarci a individuare quali variabili del DNA comportino (probabilmente tramite l’alterazione dei livelli di proteine che producono determinati metaboliti) le alterazioni metaboliche riscontrate nella ME / CFS.
Solo di recente si è raggiunto uno sviluppo tecnologico tale da permetterci di misurare tutti questi “omi”.
I nostri team di ricercatori sono ottimisti sul fatto che un approccio “multi-omico” ci darà una comprensione più profonda dei complessi processi molecolari che causano la ME / CFS e che da lì sarà possibile ideare trattamenti ad hoc e, un giorno, trovare la cura.
Leggi di più circa il modo in cui approcci multi-omici stanno venendo sviluppati dal nostro Centro per la Ricerca Collaborita presso l’università di Stanford: https://www.omf.ngo/2017/12/13/dr-mike-snyder/
https://www.omf.ngo/collaborative-research-center-stanford/
OMF ringrazia Chiara per la traduzione
