EPIGENETICA E MALATTIE

L'epigenetica è un campo della biologia che studia le modifiche ereditabili che influenzano l'espressione genica senza alterare la sequenza del DNA.

Queste modifiche possono essere influenzate da fattori ambientali, stile di vita e processi di sviluppo, e possono regolare l'attivazione o la disattivazione dei geni.

L'epigenetica è cruciale per comprendere come l'ambiente e l'esperienza influenzano la biologia e può avere implicazioni in malattie come il cancro e i disturbi neurologici.

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EPIGENETICA DEL CANCRO

I cambiamenti nella metilazione del DNA, spesso un fattore importante nello sviluppo e nella progressione del cancro, possono ormai essere facilmente valutati dai fluidi corporei. Ciò può aprire la strada a innovazioni nella diagnosi, prevenzione e terapia dei tumori umani.

La terapia epigenetica per il cancro è probabilmente una delle aree più entusiasmanti e in rapido sviluppo dell'epigenetica.

Inoltre, lo sviluppo di inibitori epigenetici del cancro potrebbe essere ulteriormente migliorato oltre che con combinazioni di farmaci, con prodotti naturali a base vegetale, molti dei quali hanno dimostrato di possedere proprietà che possono imitare i farmaci epigenetici, che sono spesso più tossici ed anche meno biodisponibili.

2. EPIGENETICA DELLE MALATTIE NEUROLOGICHE

Fattori ambientali, come una dieta equilibrata e l'esposizione ai metalli pesanti, possono influenzare i cambiamenti epigenetici, spesso legati a disturbi e malattie neurologiche, come ad esempio la malattia di Alzheimer, dove la formazione del peptide amiloide B gioca un ruolo fondamentale. Questi fattori possono manifestarsi già nella nostra giovinezza, portando a forme tardive di Alzheimer. Ma attualmente stiamo assistendo a un'incredibile evoluzione. Nuovi approcci innovativi sono in fase di sviluppo, promettendo di prevenire e trattare questi cambiamenti epigenetici!

3. AUTOIMMUNITÀ ED EPIGENETICA

Esiste una forte associazione tra fattori ambientali, età e sviluppo di malattie autoimmuni.

I processi epigenetici sono centrali per l'invecchiamento e possano essere importanti nello sviluppo e nella progressione di numerose malattie autoimmuni. Ad esempio, il Lupus Eritematoso Sistemico (LES) e l'artrite reumatoide sono malattie autoimmuni che sono state spesso associate ad aberrazioni dei meccanismi epigenetici. A tal proposito, recenti entusiasmanti progressi suggeriscono promettenti strade per lo sviluppo di farmaci applicati ai microRNA che possano influenzare la metilazione del DNA, che nelle cellule immunitarie spesso porta allo sviluppo del LES.

4. EPIGENETICA DELL'OBESITÀ

Il ruolo principale dei fattori ambientali nell'obesità suggerisce fortemente un ruolo dei cambiamenti epigenetici nell'obesità.

I fattori ambientali della prima infanzia potrebbero essere particolarmente importanti nel controllo delle aberrazioni epigenetiche che possono contribuire all'obesità.

È probabile che una maggiore identificazione dei biomarcatori dell'obesità e dei loro fattori epigenetici associati possa portare a nuovi progressi nel controllo dell'attuale epidemia di obesità infantile in molti paesi sviluppati. È altamente probabile che gli interventi nutrizionali o sullo stile di vita durante la gravidanza o nella prima infanzia possano avere un impatto su processi altamente sensibili agli stimoli ambientali e ciò possa portare a controllare l'obesità in età molto precoce.

5. DIABETE: LA CONNESSIONE EPIGENETICA

Fattori di rischio non genetici come l'invecchiamento e uno stile di vita sedentario, che variano negli individui diabetici rispetto a quelli non diabetici, sono stati associati ad aberrazioni epigenetiche caratteristiche del diabete di tipo 2. Pertanto è molto probabile che le manifestazioni epigenetiche possano avere un ruolo chiave nella patogenesi del diabete di tipo 2. A tal proposito, le modifiche degli istoni sono state fortemente implicate nel diabete. I composti nutrizionali che portano alla loro inibizione, così come lo sviluppo di terapie basate su microRNA, possono avere un potenziale nel trattamento del diabete di tipo 2,

6. EPIGENETICA E DISTURBI ALLERGICI

Fattori ambientali precoci , ad esempio l'esposizione a fattori specifici in utero, possono essere associati ad aberrazioni epigenetiche che influenzano l'espressione genica, la programmazione immunitaria e lo sviluppo di malattie allergiche nella prole. Nuovi interventi precoci su fattori modificatori epigenetici, come la dieta materna, possono contribuire a un eventuale declino dei disturbi allergici. I corticosteroidi esercitiano i loro effetti antinfiammatori in parte inducendo l'acetilazione dei geni antinfiammatori.

Il potenziale reclutamento di HDAC2 nei geni infiammatori attivati dai corticosteroidi può essere un fattore chiave nella terapia epigenetica di disturbi allergici come l'asma. Gli sforzi futuri sono ora diretti verso modificatori di altri processi epigenetici nei disturbi allergici come ad esempio la fosforilazione degli istoni e l'ubiquitinazione.

7. MALATTIE CARDIOVASCOLARI ED EPIGENETICA

L'aterosclerosi è un importante fattore scatenante nelle malattie cardiovascolari e le funzioni delle cellule muscolari lisce (SMC) e delle cellule endoteliali (EC) sono centrali nello sviluppo dell'aterosclerosi, ma anche dell'ipertrofia dei cardiomiociti e dell'insufficienza cardiaca.

Prove crescenti hanno indicato che i processi epigenetici come la metilazione del DNA e l'acetilazione degli istoni hanno funzioni critiche nella modulazione dell'omeostasi delle SMC ed EC.

Il ruolo degli HDAC nelle malattie cardiovascolari come l'arteriosclerosi si è rivelato promettente, sebbene le preoccupazioni circondino la specificità tissutale di questi agenti. Alla luce di questa preoccupazione, lo sviluppo di inibitori HDAC altamente selettivi e specifici per tipo di cellula potrebbe avere potenziale nelle terapie epigenetiche per malattie cardiovascolari di vario tipo.

8. EPIGENETICA DELLE MALATTIE INFETTIVE UMANE

le infezioni batteriche e virali spesso causano cambiamenti epigenetici nelle cellule ospiti che portano alla patologia. Le conseguenze di queste infezioni che modificano l'epigenoma non si limitano alla neoplasia. Esistono, infatti, molte altre malattie che hanno una base epigenetica indotta da agenti infettivi, come le malattie del cavo orale. Anche organismi come i protozoi possono contribuire alla disregolazione epigenetica dell'ospite. La conoscenza accumulata riguardo agli "invasori" epigenetici del genoma e le loro conseguenze patologiche, porterà senza dubbio allo sviluppo di approcci più sofisticati e innovativi per il controllo e il trattamento delle malattie infettive che siano basati appunto sull'epigenetica.

9. DISTURBI RIPRODUTTIVI E ABERRAZIONI EPIGENETICHE

L'endometriosi, o la presenza di tessuti endometriali funzionali al di fuori della cavità uterina, è spesso secondaria ad aberrazioni ormonali e immunologiche. Molti studi recenti hanno indicato che l'endometriosi potrebbe avere un'importante componente epigenetica che contribuisce alla sua progressione patologica. Numerose ricerche hanno indicato che gli inibitori HDAC potrebbero essere efficaci nel trattamento dell'endometriosi. Esiste anche il potenziale per lo sviluppo di biomarcatori epigenetici per l'endometriosi, come cambiamenti nella metilazione del DNA e biomarcatori basati su microRNA. I processi epigenetici stanno inoltre acquisendo sempre più importanza nel cancro dell'endometrio e potrebbero avere un potenziale per la prevenzione, la diagnosi e la valutazione del rischio di questo tumore.

10. EPIGENETICA DELLE CELLULE STAMINALI NELLE MALATTIE UMANE

Gli approcci terapeutici basati sulle cellule staminali potrebbero portare a potenti mezzi per trattare le malattie umane. I segnali regolatori epigenetici svolgono un ruolo importante nel mantenimento della potenza delle cellule staminali. Infatti, diversi disturbi epigenetici sono stati modellati in vitro attraverso l'uso di cellule staminali pluripotenti (iPSC), indotte dalle cellule dei pazienti. La comprensione dei cambiamenti epigenetici di base centrali in questi processi può avere un potenziale considerevole nel trattamento delle malattie epigenetiche umane. Anche gli RNA non codificanti partecipano al rinnovamento e alla differenziazione delle cellule staminali. Il ruolo dell'epigenetica e degli RNA non codificanti può fornire molti strumenti utili per manipolare la programmazione delle cellule staminali applicata alla terapia delle malattie epigenetiche.

11. EPIGENETICA DELL'INVECCHIAMENTO E DELLE MALATTIE ASSOCIATE ALL'ETÀ

Pochi processi sono così pervasivi come l'invecchiamento, che ha un impatto non solo sull'intera forma fisica fisiologica di un organismo, ma anche sulla sua predisposizione a sviluppare malattie legate all'età, che sono in continua crescita. È ormai evidente che i processi epigenetici sono componenti principali dell'invecchiamento, e ciò apre molte strade alle malattie umane. Sebbene l'invecchiamento non sia considerato una malattia in sé e per sé, è forse il fattore che contribuisce più frequentemente alle malattie umane. Pertanto, ritardare le aberrazioni epigenetiche associate all'invecchiamento attraverso l'intervento epigenetico e trattare le malattie legate all'età basate sull'epigenetica potrebbe avere un impatto enorme sul ruolo dell'epigenetica nelle malattie umane.

Un notevole interesse è inoltre focalizzato sull'impatto degli impatti epigenetici nella prima infanzia e sul risultato di questi effetti sulla miriade di malattie legate all'età che comprendono gran parte della patologia che costituisce la base delle malattie umane.

CONCLUSIONE

I processi epigenetici non solo assumono molte forme, ma possono anche essere facilmente espressi come malattie umane. Queste malattie, che possono essere raggruppate genericamente sotto la voce "malattie epigenetiche", sono vaste e l'elenco delle malattie che rientrano in questa descrizione è in rapida crescita. L'elucidazione delle aberrazioni epigenetiche nelle malattie umane non ha solo implicazioni per la terapia basata sull'epigenetica, ma anche per la valutazione del rischio, la prevenzione, l'analisi della progressione, la prognosi e lo sviluppo di biomarcatori. Un tema comune di molte malattie umane basate sull'epigenetica è il ruolo dell'ambiente. Questo può assumere forme diverse, che vanno dalla nutrizione materna agli agenti infettivi. Si stanno sviluppando rapidamente entusiasmanti progressi che stanno contribuendo in modo significativo alla gestione delle malattie umane attraverso l'intervento epigenetico. Si prevede che le strategie preventive e terapeutiche basate sull'epigenetica continueranno a svilupparsi a un ritmo rapido e potrebbero assumere un ruolo in prima linea nella medicina in un futuro non troppo lontano.