Esplorare l'interazione tra il nostro bagaglio genetico e l'ambiente – come il sonno, l'alimentazione o lo status socioeconomico – per spiegare particolari tratti caratteriali è un'impresa complessa che richiede una padronanza statistica essenziale. Un nuovo metodo open source consente di stimare con precisione in che misura il nostro genoma ci rende suscettibili ai fattori di rischio ambientali, che a loro volta ci predispongono a determinate patologie. Lo studio che descrive il metodo, condotto dal gruppo di Zoltán Kutalik al SIB dell'Università di Losanna, è pubblicato su Nature Communications.
I geni come amplificatori o tamponi dell'ambiente
A parità di esposizione alla luce solare, perché le persone con pelle chiara sono più soggette al cancro della pelle rispetto a quelle con pelle più scura? Questo perché le variazioni genetiche, piuttosto che determinare direttamente determinate malattie o caratteristiche, possono renderci più o meno sensibili a fattori ambientali quali la luce solare, ma anche l'alimentazione, l'attività fisica, ecc. Esse possono quindi amplificarne o attenuarne gli effetti. Questo fenomeno è chiamato "interazione gene-ambiente" o GxE.
Un nuovo metodo per quantificare l'impatto di GxE sui tratti complessi
Il percorso per misurare con precisione il GxE e il suo rispettivo contributo a un particolare tratto complesso, come l'obesità, è costellato di insidie metodologiche. Sono particolarmente messe in discussione ipotesi insostenibili relative al modo in cui le variabili ambientali vengono misurate o correlate tra loro. In questo nuovo studio, il SIB di Zoltán Kutalik propone un algoritmosoftware GRSxEopen source per stimare con precisione, grazie alla sua abilità statistica, il contributo del GxE ai tratti complessi. Esso prende in considerazione tutte le variabili ambientali che interagiscono, ma senza la necessità di misurarne alcuna. Come? «Questo è possibile perché il GxE lascia una traccia: fa variare più o meno il tratto misurato tra persone con predisposizioni genetiche diverse. È analogo (ma meno rivoluzionario!) alla scoperta di Nettuno: la discrepanza tra la traiettoria prevista e quella osservata di Urano ha fatto capire agli astronomi George Biddell Airy e John Adams che poteva essere causata da un altro pianeta, la cui massa e orbita potevano essere stimate senza osservarlo", spiega Kutalik.
Aprire le porte alla ricerca delle cause dell'obesità e di altri tratti complessi
Come prova di fattibilità, hanno applicato il loro metodo al gigantesco dataset della UK Biobank, rivelando un contributo genetico totale di GxE fino al 10% dell'ereditabilità, per nove misure correlate all'obesità. Il metodo e i risultati ottenuti in futuro potrebbero quindi portare a significativi benefici per la salute pubblica, identificando sottogruppi in base al loro rischio genetico, dove gli interventi terapeutici sarebbero più efficaci.
