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Sessualità

a cura di Marco Dal Negro

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Harvard: esposizione a sostanze chimiche tossiche, mutazioni genetiche e funzione riproduttiva (22/08/2014)

Harvard Medical School: esposizione a sostanze chimiche tossiche dell'ambiente e mutazioni genetiche influenzano qualità e quantità della funzione riproduttiva.

La meiosi è un tipo di suddivisione delle cellule che produce gli ovociti e gli spermatozoi ed è essenziale per una riproduzione sana.

Monica Colaiácovo ha scoperto che la meiosi può essere alterata da mutazioni genetiche e dall'esposizione a sostanze chimiche tossiche presenti nell'ambiente.

Anomalie nei cromosomi derivate da errori nella meiosi causano Sindrome di Down, più del 35% degli aborti spontanei, il 4% dei nati morti ed altre situazioni problematiche.

Ma Monica Colaiácovo, docente associata di genetica alla Harvard Medical School ha anche scoperto che le alterazioni possono essere trasmesse ai figli, non solo, anche ai nipoti ed ai pronipoti.

Testing for Chemicals Harmful to Human Reproduction from Harvard Medical School on Vimeo.

 

La ricercatrice è partita col domandarsi quale fosse la componente genetica che regolava la meiosi, quali sostanze chimiche presenti nell'ambiente avrebbero potuto creare problemi alla capacità riproduttiva, come questo avvenisse, e quali possibilità di trasmissione di queste conseguenze alle generazioni future ci fossero.

Monica Colaiácovo si è quindi concentrata sulla prima fase della meiosi, quando una singola cellula genitoriale duplica i propri cromosomi e poi si divide in due. Come la cellula si prepara a dividersi, le sue coppie di cromosomi si allineano, scambiano segmenti di DNA e separano.
Una struttura temporanea chiamata complesso sinaptonemico unisce le coppie di cromosomi (come fossero i dentini di una chiusura lampo) mentre queste si scambiano materiale genetico.

Molti anni fa Monica Colaiácovo ha somministrato dosi di bisfenolo A (BPA) al piccolo verme Caenorhabditis elegans per scoprire eventuali cambiamenti nella meiosi. I cambiamenti ci furono, apparvero difetti nel complesso sinaptonemale che diedero come risultato coppie di cromosomi che non si erano allineate completamente, non si erano riparate o separate correttamente.
Queste scoperte furono replicate da altri ricercatori anche sui topi.

Ma la Colaiácovo proseguì con la sua ricerca ed identificò un set di geni, importanti per la riparazione del DNA, la cui attività, nei vermi esposti al BPA, era risultata affievolita.
Questi geni facevano parte di quel 60% e più che gli esseri umani condividono con il Caenorhabditis elegans.
Gli studi con i topi confermarono anche queste scoperte.
Quindi il verme rappresentava un modello ideale per comprendere come l'esposizione a sostanze chimiche interferisce con la riproduzione umana.
Ora bisognava lavorare con più composti chimici contemporaneamente.

Monica Colaiácovo ha messo un marcatore fluorescente verde nei vermi tale da far diventare verdi gli ovociti nel caso abbiano un numero di cromosomi sbagliato, in questo caso, manchi una copia di cromosoma X.
Poi ha messo i suoi vermi su differenti vetrini, ha aggiunto per ciascuno una sostanza chimica diversa ed ha guardato cosa succedeva.

Dopo avere validato il modello di screening con 13 sostanze chimiche, la Colaiácovo ne ha esaminate 47 prese dal database della Environmental Protection Agency. Il suo gruppo di lavoro ha classificato le sostanze come non tossiche sulla riproduzione, come mediamente tossiche e come altamente tossiche, sulla base dei dati relativi a 30 anni di riproduzione di mammiferi.
La tecnica usata (green eggs and HIM) ha confermato la classificazione per il 69% delle sostanze.

Molte di queste, che non figuravano tra quelle reprotossiche (tossiche per la riproduzione), risultarono tossiche. Un'analisi sulla letteratura scientifica mitigò eventuali eccessi suggerendo che non tutte le differenze di classificazione potevano essere attribuite alla differenza tra il metabolismo dei vermi e quello degli esseri umani.

La scienziata sottolinea il fatto che negli U.S. vengono usate sostanze ritenute sicure a determinate concentrazioni, ma che a questo punto sembrano non esserlo.

Il laboratorio della Colaiácovo ora sta testando un altro gruppo di sostanze compresi pesticidi, fungicidi, sostanze utilizzate per la ricerca di petrolio con il fracking e per la sua lavorazione, e sta anche verificando gli effetti, a differenti dosi ed esposizioni, di più sostanze chimiche insieme.
Nara Shin, una ricercatrice post-dottorato che partecipa al gruppo della Colaiácovo spiega che sono state selezionate 50 sostanze chimiche alle quali la gente comune può essere esposta nella vita di tutti i giorni. Nara Shin ribadisce l'intenzione dell gruppo di ricerca di studiare i meccanismi d'azione di queste sostanze, le eventuali interferenze con la capacità rirpoduttiva delle persone e l'eventuale possibilità che tutto ciò venga trasmesso alle generazioni successive.

Il Caenorhabditis elegans depone 30 uova alla volta e vive per meno di 3 settimane, rendendolo un modello ideale per questo tipo di studi, tanto che la Colaiácovo sta lavorando per mettere a punto la generazione zero per verificare se una tossina possa causare cambiamenti della cromatina che alterino l'attività dei geni, non solo nella prima generazione, ma per 2, 3, 4 o più.

continua...

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Marco Dal Negro

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