Nasce una nuova medicina che applica la teoria dell’evoluzione per combattere il cancro o le pandemie | Salute e benessere

Se Dio fosse stato un fisico del XIX secolo non avrebbe giocato a dadi, ma come biologo sarebbe sempre stato un giocatore d’azzardo. Gli esseri viventi sono il risultato di una combinazione casuale di varianti genetiche che danno origine a individui che cercano di sopravvivere in un mondo mutante. Ciò che è un vantaggio in una circostanza può condannarci in seguito. L’omone può avere un sex appeal maggiore dell’uomo piccolo o avere maggiori probabilità di vincere in un combattimento, ma ha anche un rischio maggiore di morire prima. Gli elefanti non hanno predatori, ma si riproducono molto lentamente e come specie sono più fragili delle deliziose gazzelle. Tutta la caotica diversità della vita non avrebbe senso, come ha affermato il biologo evoluzionista Theodosius Dobzhansky, se non fosse la luce dell’evoluzione. Questa luce è servita a dare senso alla vita e ora può illuminare anche la salute e la malattia.

Questa settimana è stato presentato a Barcellona il primo programma di ricerca congiunto al mondo sulla genomica medica evolutiva (EvoMG). L’iniziativa, con un finanziamento iniziale di un milione di euro da parte della Generalitat della Catalogna, è una collaborazione tra il Centro di Regolazione Genomica (CRG), l’Università Pompeu Fabra (UPF) e l’Istituto di Biologia Evoluzionistica CSIC-UPF (IBE). Il suo obiettivo: applicare i principi dell’evoluzione alla comprensione delle radici delle malattie per migliorare la salute umana. “Fa parte di questo concetto quelle che chiamiamo terapie resistenti ai processi evolutivi, che includono cancro, batteri, virus o qualsiasi agente patogeno, che muteranno e si adatteranno al trattamento applicato”, spiega il promotore del progetto, ICREA professore di ricerca Manuel Irimia (Maputo, Mozambico, 43 anni).

Il cancro segue le stesse regole evolutive degli esseri viventi, ma con minori restrizioni; È la natura impazzita. Negli esseri viventi, le mutazioni offrono alternative che migliorano la sopravvivenza quando la situazione cambia, come la capacità di utilizzare meglio l’ossigeno che hanno i tibetani grazie a una variante genetica. Le cellule tumorali mutano a una velocità diabolica e questo spiega la rapida comparsa di resistenze ai farmaci, che inizialmente funzionano e diventano inefficaci con la proliferazione di cellule resistenti. Uno dei gruppi che partecipano a EvoMG, guidato da un ricercatore del CRG, Donate Weghorn, studia il cancro come sistema evolutivo; e ci sono altri gruppi di scienziati che cercano di intrappolare il cancro in un vicolo cieco evolutivo.

Un altro campo in cui la comprensione evolutiva è più ovvia è quello della resistenza agli antibiotici. Dopo il successo degli ultimi decenni contro i batteri, i farmaci per combatterli stanno perdendo efficacia perché i microbi si stanno adattando. “Questa è una delle grandi sfide per la salute pubblica ed è un problema evolutivo, combattiamo contro gli agenti patogeni che si evolvono molto rapidamente. Stiamo contrapponendo l’industria chimica e farmaceutica all’evoluzione dei batteri e penso che sia una cattiva idea”, afferma Irimia.

Rispetto alla ricerca di antibiotici per tentativi ed errori, l’applicazione di modelli evolutivi e matematici ha il potenziale per produrre farmaci più efficaci. “All’UPF c’è una virologa, Juana Díez, che fa parte del programma, che sta sviluppando un trattamento che attacca le strutture secondarie del virus. Da un punto di vista evolutivo è molto più difficile che il virus si adatti a questa cura, perché una sola mutazione non basta, serve una mutazione in due punti contemporaneamente, e ci sono modelli matematici che te lo dimostrano questo rende molto più difficile la comparsa di resistenze. Questo tipo di idee è ciò che vogliamo promuovere con questo programma”, continua Irimia.

Per questo scienziato, uno dei principali vantaggi di questa iniziativa è offrire una nuova prospettiva ai ricercatori biomedici: “Si tratta di persone che lavorano su problemi molto diversi e non avevano pensato di applicare questi principi evolutivi. Con questo programma possono farlo e potrebbero trovare soluzioni a cui altrimenti non avrebbero pensato”, afferma Irimia.

Conosce la strada, anche se è andato nella direzione opposta. Come genetista evoluzionista, ha trascorso anni a studiare come lo stesso gene possa produrre proteine ​​diverse con funzioni diverse. Il nostro genoma sembra scritto da un autore di enigmi, che alterna parole intelligibili a parole prive di senso. Per estrarre informazioni utili alla produzione delle proteine ​​esiste un sistema di splicing, detto giunzioneche riunisce frasi significative e consente allo stesso gene di avere letture diverse. Ciò significa che le cellule producono proteine ​​diverse con funzioni diverse nel nostro corpo o, anche, che esistono tanti esseri viventi diversi.

Durante lo studio di questo sistema genomico, Irimia ha scoperto piccoli frammenti di informazioni noti come microesoni che regolano la funzione neurale. “Quando ho confrontato i risultati degli esseri umani e dei topi, ho visto che erano uguali, che erano molto conservati dal punto di vista evolutivo – sono comparsi 550 milioni di anni fa – e questo mi ha fatto pensare che fosse qualcosa di importante”, dice. Poi ha visto che, nelle persone con autismo, i microesoni sono spesso deregolamentati perché i loro neuroni non producono abbastanza proteina SRRM4, uno strumento di cui dispongono i neuroni che consente ai microesoni di essere inseriti nel posto giusto. Un effetto simile è stato osservato nelle alterazioni che causano il diabete.

“Ora possiamo utilizzare RNA non codificanti per manipolare il processo di giunzione e questo ha incredibili applicazioni terapeutiche per correggere qualcosa che non va nel giunzione e, ad esempio, modificare i microesoni coinvolti nel diabete e fare in modo che le cellule beta generino più insulina. Inizi a cercare di capire l’origine dei vertebrati, come si evolvono i genomi e scopri che i processi simili giunzione Hanno implicazioni per le malattie. Esistono già delle cure giunzione che salvano la vita dei bambini e penso che tra cinque anni ci sarà un’esplosione di questo tipo di cure”, prevede Irimia.

L’equilibrio capriccioso della vita

A lungo termine, uno dei grandi interessi della medicina evoluzionistica è capire perché invecchiamo, il processo che sta dietro a tutte le malattie. Esiste una programmazione genetica che fa vivere i topi un paio d’anni e gli esseri umani 80, o che produce strani fenomeni come il topo piccolo e longevo, che vive molti decenni in più rispetto a specie simili e sembra immune al cancro. Poiché gli organismi sono il risultato di una serie di scelte volte a ottenere il miglior risultato possibile con risorse limitate, esistono in un equilibrio che rende difficile modificare gli aspetti indesiderabili senza toccare altri che ci piacciono così come sono.

Qualche tempo fa, la lunghezza dei telomeri, una sorta di manicotto protettivo alle estremità dei cromosomi in cui sono conservate le informazioni che dicono al nostro corpo come rimanere in vita, era correlata alla velocità dell’invecchiamento. Avere telomeri troppo corti è stato collegato all’invecchiamento accelerato e a malattie come la fibrosi polmonare, ed è stato proposto che un trattamento per allungarli potrebbe ritardare l’invecchiamento. Ma si è visto anche che la lunghezza eccessiva aumenta il rischio di soffrire di alcuni tumori.

Irimia ritiene che non si possa ancora dire se il nostro programma di invecchiamento possa essere manipolato senza effetti collaterali o se la vita possa essere prolungata indefinitamente o se la biologia abbia limiti intrinseci. “Normalmente, gli animali che vivono a lungo si riproducono poco e viceversa, perché se vivi a lungo e ti riproduci molto, consumerai le risorse del tuo ambiente. Questo è ciò che facciamo noi umani adesso. Può essere visto come una rottura dell’equilibrio, ma gli esseri umani vivono senza equilibrio. Si potrebbe pensare che gli esseri umani infrangano le regole, ma queste sono anche le regole del processo evolutivo: la comparsa di nuovi esseri viventi crea nuove regole”, avverte il ricercatore. E conclude: “Quando sono comparsi i cianobatteri e hanno riempito l’atmosfera di ossigeno, hanno distrutto tutto quello che c’era prima e grazie a quello possiamo respirare. Gli esseri umani cambieranno le regole e, entro migliaia di anni, la Terra sarà irriconoscibile; Ma questa è l’evoluzione e noi ne facciamo parte”.