La Mitoepigenetica potrebbe spiegare lo sviluppo del diabete e del cancro
Esistono due scienze che studiano la regolazione dell’espressione dei geni in base alle variazioni dell’ambiente: l’epigenetica e la mitoepigenetica:
- L’epigenetica riguarda la modulazione dell’espressione dei geni contenuti nel DNA nucleare
- La Mitoepigenetica riguarda la modulazione dell’espressione dei 37 geni contenuti nel DNA mitocondriale (mtDNA)
A seconda delle variazioni ambientali, psichiche, nutrizionali in cui l’organismo si trova, sia il DNA contenuto nel nucleo delle nostre cellule e sia il mtDNA contenuto nei mitocondri, viene modificato per metilazione, regolando l’espressione dei geni.
La regolazione dell’espressione dei geni contenuti nel mtDNA (DNA mitocondriale) prende il nome di MITOEPIGENETICA, per distinguerlo dalla regolazione epigenetica che si verifica nel DNA nucleare.
I mitocondri contengono un loro mtDNA che è diverso da quello del nucleo. I mitocondri possiedono DNA mitocondriale di forma circolare proprio come quello dei batteri; Il DNA mitocondriale esprime però solo 13 proteine, mentre le altre 1500 proteine mitocondriali vengono espresse ed importate dal nucleo. Per approfondire sui mitocondri, leggere: I segreti dei mitocondri.
La regolazione dell’espressione genetica delle 13 proteine contenute nel mtDNA prende il nome di MITOEPIGENETICA. A seconda delle condizioni ambientali che si trovano le nostre cellule, i mitocondri si adattano silenziando i geni di alcune di queste 13 proteine, e riattivandone altre.
La regolazione dell’espressione dei geni del mtDNA avviene per metilazione e demetilazione; A differenza del DNA nucleare in cui i geni vengono silenziati per metilazione delle citosine, nei mitocondri i geni mitocondriali vengono silenziati per metilazione delle adenosine, proprio come avviene nei batteri.
I mitocondri esprimono 13 proteine, di cui:
- 7 geni del complesso-1: mtND1, mtND2, mtND3, mtND4, mtND4L, mtND5, mtND6; notare che i difetti genetici o il silenziamento di alcune di queste subunità, alterano il funzionamento del complesso-1 dei mitocondri predisponendo a malattie, quali il diabete-2 (alterazione di mtND2), e di alcune forme di cancro.
- Un gene del complessso 3 (mtCyb)
- 3 geni del complesso 4 (mtCO1; mtCO2, mtCO3)
- due geni del complesso 5 (mtATP6; mtATP8).
E probabile che certi stili di vita ed alimentari, nonché l’inquinamento ambientale, potrebbe influire sulla metilazione di questi geni, alterando la funzione dei mitocondri con conseguente sviluppo di malattie metaboliche e tumorali; Potete approfondire l’argomento sull’articolo: Il Diabete-2 è una malattia mitocondriale?
Sostanze che possono pesantemente agire sulla metilazione del mtDNA sono le diete ricche di metionina, la sedentarietà, lo stress, l’inquinamento, le diete ipercaloriche, l’acido succinico, etc;
Sostanze che possono riattivare fortemente l’espressione dei geni del mtDNA, sono la Vitamina C, l’acido alfa-chetoglutarico, l’attività fisica aerobica, il digiuno intermittente e la restrizione dietetica della metionina.
Comprendere i meccanismi alla base del funzionamento della MITOEPIGENETICA, forse potrebbe aiutarci a scoprire come curare definitivamente malattie come il diabete-2 ed il cancro; per il momento siamo solo agli inizi di questa nuova scienza che nasce dall’epigenetica.
Fonte Bibliografica
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- Marco-Brualla J, Al-Wasaby S, Soler R, Romanos E, Conde B, Justo-Méndez R, Enríquez JA, Fernández-Silva P, Martínez-Lostao L, Villalba M, Moreno-Loshuertos R, Anel A. Mutations in the ND2 Subunit of Mitochondrial Complex I Are Sufficient to Confer Increased Tumorigenic and Metastatic Potential to Cancer Cells. Cancers (Basel). 2019 Jul 21;11(7):1027. doi: 10.3390/cancers11071027. PMID: 31330915; PMCID: PMC6678765.
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