"La Redazione di Spazio Donna continua a esplorare il territorio attraverso le voci delle donne, indagando questa volta la possibilità di fornire informazioni preziose, rivolte soprattutto, ma non solo, a chi desidera intraprendere una gravidanza."

La dottoressa Veronica Bertini, Dirigente Sanitario presso l'Azienda Ospedaliera Universitaria di Pisa, esperta in citogenetica e diagnostica prenatale, ci guiderà attraverso l'esplorazione del DNA e dei test diagnostici in gravidanza.

Per agevolare la comprensione, il suo contributo sarà suddiviso in due parti.
 
IL DNA: la molecola della vita

L’esplosione dei test genetici, avvenuta negli ultimi 20 anni non sarebbe stata possibile se non ci fosse stato un progressivo approfondimento della conoscenza del nostro DNA (acido desossiribonucleico).  Questa molecola è straordinaria, poiché in essa sono contenute tutte le istruzioni necessarie a una cellula per sopravvivere e svolgere le proprie funzioni; inoltre duplicando sé stessa, consente il passaggio delle informazioni genetiche da generazione in generazione e quindi è responsabile del mantenimento nel tempo dell’identità della specie. Per tutto questo viene talvolta definita come “la molecola della vita”.
 
Come è fatto il DNA
Il DNA è formato da due filamenti appaiati ed avvolti intorno allo stesso asse, in modo da formare la famosa struttura a doppia elica descritta per la prima volta nel 1953 dagli scienziati James Watson e Francis Crick.
Ogni filamento è composto dalla successione di quattro differenti “mattoncini” detti nucleotidi: adenina (A), timina (T), guanina (G) e citosina (C).
A seconda della disposizione con cui si susseguono i quattro nucleotidi nel filamento di DNA, si distinguono “regioni non codificanti” e “regioni codificanti”, che sono anche dette “geni” in cui è presente l’informazione necessaria per produrre proteine ed altre piccole molecole con funzione regolatoria. I geni hanno quindi una funzione fondamentale perché le proteine sono i tanti “operai superspecializzati” che permettono alle cellule e dunque ai tessuti e agli organi, di essere quello che sono in termini di forma, struttura e funzionamento.
 
Il progetto genoma Umano (Human Genome Project)
Il Progetto Genoma Umano è iniziato nel 1990 e si è concluso definitivamente nel 2022, dopo 32 anni di instancabili e accurate ricerche che sono costate circa tre miliardi di dollari.
L’obiettivo? Il sequenziamento completo del nostro DNA, con la mappatura di tutti i geni da esso codificati. In pratica sono stati messi in ordine più di tre miliardi di lettere, di “mattoncini”, che formano un singolo filamento e che costituiscono il codice della vita.
Nel 2001 è stata pubblicata la prima “bozza” della sequenza del nostro DNA.
Il 14 aprile 2003, sulla prestigiosa rivista scientifica “Nature Genetics” ci fu l’annuncio della conclusione della prima fase del progetto: il 92% del patrimonio genetico umano era stato mappato e sequenziato. I risultati relativi al rimanente 8%, che corrispondeva alle regioni più difficili da analizzare da un punto di vista tecnico, sono arrivati 19 anni dopo. 
La catalogazione dell’enorme mole di dati derivanti dal “Progetto Genoma Umano” e lo sviluppo di nuove tecniche di sequenziamento, ha fatto sì che oggi siamo in grado di “leggere” un intero genoma in tempi brevi (giorni/settimane) e con costi relativamente contenuti (qualche migliaio di euro).
 
Le scoperte sorprendenti derivanti dal sequenziamento del genoma: un modo diverso di “pensare” il nostro DNA
Il numero di geni
Una delle scoperte più sorprendenti ha riguardato il numero di geni della nostra specie. Ce ne aspettavamo circa più di 100 mila, ed invece ne abbiamo 20-25 mila, un numero paragonabile a quelli del topo (che ne ha 22 mila) o del moscerino della frutta (che ne ha 19 mila)! È evidente quindi che non è il numero di geni a determinare la nostra complessità, ma il modo in cui interagiscono tra di loro e quello con cui vengono regolati.
Solo il 2% del DNA umano è costituito da geni, il resto del DNA, anche se non codifica, non significa che non serva a niente come si pensava un tempo (tanto da definirlo addirittura “DNA spazzatura”), ma svolge un ruolo fondamentale nell’espressione della regolazione genica. Esso contribuisce cioè a stabilire se (e quanto) un gene deve essere attivo, dando origine alla proteina corrispondente, oppure inattivo (in questo caso la proteina non ci sarà).
Considerato che i geni sono sempre gli stessi in ogni cellula dell’individuo e in ogni fase della vita della cellula, è proprio la regolazione molto fine dell’espressione genica a far sì che cellule diverse (nervose, immunitarie, epatiche, muscolari e così via) svolgano funzioni diverse o si comportino in modo diverso in momenti differenti.
Si è creduto che il sequenziamento completo del genoma fosse un punto di arrivo ed invece, come succede spesso nel mondo scientifico, rappresenta uno stimolante punto di partenza ...adesso l’interesse si è spostato sui meccanismi regolatori dell’espressione genica. Nel 2003 è nato ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements), un consorzio di ricerca pubblico, con l'obiettivo di trovare tutti gli elementi funzionali presenti nel genoma umano.

La variabilità
Il sequenziamento di genomi multipli ha evidenziato che le persone sono geneticamente diverse, ovvero, ad eccezione dei gemelli monozigoti, nessun essere umano ha un DNA uguale ad un altro. Più precisamente per il 99,9%, la sequenza di questi nucleotidi (“i mattoncini”) è identica per ogni persona al mondo, ed è ciò che caratterizza la nostra specie; il restante 0,1% è quello che rende ciascuno di noi differente dagli altri, giustificando quella serie di caratteristiche che ci rende unici. Poiché in un filamento di DNA si susseguono circa 3.2 miliardi di nucleotidi, la parte variabile coinvolgerà complessivamente circa 3.2 milioni di nucleotidi.
Da tutto ciò ne consegue che ogni individuo è diverso dall’altro, e la maggior parte di queste differenze ha una base genetica: differenze nel “fenotipo” sono causate da differenze nel “genotipo”. Si tratta quindi di varianti benigne, riscontate in soggetti “sani”, si tratta di una “variabilità fisiologica”.  Alcune di queste differenze riguardano caratteristiche fisiche molto evidenti quali i capelli, il colore degli occhi e della pelle; altre sono meno palesi ma più importanti quali il gruppo sanguigno, il sistema HLA, fattori che influiscono sulla risposta ai farmaci o sulla probabilità di contrarre malattie infettive o cardiovascolari ecc.
Non tutte le variazioni sono però benigne, “fisiologiche”, purtroppo alterazioni che coinvolgono sequenze codificanti e/o regolatorie posso determinare modificazioni quantitative o strutturali a livello proteico, che sono causative di quadri patologici.
 
La diagnosi genetica
L’analisi di tutta la sequenza del genoma di un paziente con disturbi del neurosviluppo, quadri sindromici malformativi, malattie genetiche rare ecc. non è ancora entrata nel sistema sanitario pubblico come esame di routine e viene effettuata solo in alcuni centri e su casi selezionati. Questo perché ogni volta che si sequenzia tutto il DNA si trova un numero elevatissimo di varianti e spesso le conoscenze non sono ancora sufficienti per capire quale di esse è la causa della malattia. La sfida futura sarà associare a ogni possibile variazione del nostro genoma la sua conseguenza funzionale: determinare se una variazione è benigna o patogenetica.
 
Le conoscenze ottenute con il Progetto Genoma Umano hanno portato all’identificazione di geni associati a un numero sempre crescente di malattie e questo ha aumentato enormemente la possibilità di avere una diagnosi.
Ottenere una diagnosi è fondamentale per chi è affetto da una malattia genetica: significa sollevare una famiglia dal buio dell’isolamento dando un nome alla malattia, offrire la possibilità di accedere a informazioni disponibili tramite la letteratura scientifica internazionale o tramite l’esperienza di altre famiglie, di migliorare la presa in carico e la gestione sia della quotidianità che delle situazioni di emergenza.
 
 
Dr.ssa Veronica Bertini

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