Modificare la propria alimentazione può iniziare a rimodellare il comportamento dei geni in poche settimane, anche se il DNA in sé rimane invariato.
In uno studio clinico randomizzato, i ricercatori hanno scoperto che adulti sani che hanno seguito una dieta vegana per un mese hanno sviluppato cambiamenti nei marcatori chimici legati al loro DNA. Rispetto ai partecipanti che seguivano una dieta ricca di carne, il gruppo vegano ha mostrato modelli associati a una riduzione dell’infiammazione, a un metabolismo alterato e a un invecchiamento biologico più lento.
Lo studio, condotto da ricercatori dell’Università della California, San Diego, e dell’Università di Friburgo in Germania, è stato pubblicato sulla rivista MedComm.
“I nostri geni non determinano il nostro destino”, ha affermato Jerome Mertens, PhD, professore associato di neuroscienze presso la Facoltà di Medicina dell’UC San Diego e coautore senior dello studio. “La scoperta più notevole non è semplicemente che una dieta si sia dimostrata più efficace di un’altra. È che l’epigenoma ha risposto in modo misurabile in sole quattro settimane, dimostrando che la nostra biologia è molto più dinamica e reattiva alle scelte quotidiane di quanto spesso si creda“.
Come l’epigenoma regola l’attività genica
Lo studio si è concentrato sull’epigenoma, un sistema di segnali chimici che aiuta le cellule a determinare quali geni debbano diventare più o meno attivi. Questi segnali non riscrivono il codice genetico, ma agiscono piuttosto come istruzioni sovrapposte ad esso.
Uno dei meccanismi epigenetici meglio studiati è la metilazione del DNA, in cui piccole molecole chimiche si legano al DNA. A seconda della loro posizione, queste molecole possono influenzare l’attività genica.
Dieta, esercizio fisico, fumo, esposizione a fattori ambientali e invecchiamento sono tutti fattori collegati ai modelli di metilazione. Tuttavia, rimane difficile determinare quali cambiamenti migliorino direttamente la salute, quali riflettano altri processi biologici e quali siano temporanei.
Come i ricercatori hanno testato le diete
Per studiare gli effetti della dieta, i ricercatori hanno esaminato campioni di sangue di 48 adulti sani. Tutti i partecipanti hanno inizialmente seguito la stessa dieta standardizzata per una settimana. Successivamente, sono stati assegnati in modo casuale a una dieta vegana o a una dieta ricca di carne per un mese.
È importante sottolineare che le due diete fornivano un numero simile di calorie. Questa impostazione ha permesso agli scienziati di esaminare gli effetti della composizione degli alimenti senza che i risultati fossero principalmente attribuibili alla restrizione calorica o alla perdita di peso.
Il team ha confrontato oltre 800.000 siti di metilazione in tutto il genoma prima e dopo l’intervento. Invece di cercare solo cambiamenti drastici in pochi geni, i ricercatori hanno cercato spostamenti coordinati lungo le vie biologiche.
Segnali di un profilo immunitario meno infiammatorio
Uno degli schemi più evidenti riguardava il sistema immunitario.
I dati sulla metilazione hanno suggerito che le persone del gruppo vegano presentavano una minore proporzione di neutrofili, cellule immunitarie che svolgono un ruolo essenziale nella lotta contro le infezioni ma che possono contribuire a un’infiammazione dannosa quando la loro attività rimane elevata. L’analisi ha anche previsto una maggiore proporzione di cellule T CD4, che aiutano a organizzare e regolare le risposte immunitarie.
Queste stime basate su computer corrispondevano strettamente ai conteggi delle cellule ematiche raccolti durante la sperimentazione originale, rafforzando l’ipotesi che i modelli di metilazione riflettessero autentici cambiamenti biologici piuttosto che rumore statistico.
“Quell’accordo ci ha confermato che non stavamo semplicemente osservando dei cambiamenti sullo schermo di un computer, ma che stavamo rilevando cambiamenti biologici reali e significativi“, ha affermato Lukas Karbacher, dottorando in neuroscienze presso la Facoltà di Medicina dell’UC San Diego e primo autore dello studio.
Questa scoperta potrebbe contribuire a spiegare perché i modelli alimentari basati su alimenti vegetali sono spesso associati a differenze nella salute infiammatoria e cardiometabolica.
Cambiamenti nei percorsi di crescita e metabolici
I ricercatori hanno inoltre identificato un aumento della metilazione in prossimità delle regioni promotrici dei geni coinvolti nella crescita cellulare e nei percorsi correlati al cancro, tra cui i sistemi di segnalazione mTOR e Hippo. I promotori contribuiscono a controllare l’attivazione dei geni e una maggiore metilazione in queste regioni può talvolta ridurre l’attività genica.
L’analisi ha inoltre evidenziato una ridotta attività nei percorsi coinvolti nel metabolismo lipidico. Altri cambiamenti sono stati associati alla segnalazione dell’insulina, alla riparazione del DNA e alle risposte cellulari allo stress.
Nel complesso, questi risultati suggeriscono che l’intervento dietetico ha influenzato molteplici sistemi anziché produrre un singolo cambiamento molecolare isolato.
La dieta vegana rallenta l’invecchiamento?
I ricercatori hanno inoltre applicato gli orologi epigenetici, strumenti matematici che utilizzano i modelli di metilazione del DNA per stimare alcuni aspetti dell’invecchiamento biologico.
L’età biologica si riferisce al grado di funzionamento dell’organismo rispetto a quanto ci si aspetterebbe in base al numero di anni vissuti. Non si tratta di una singola misurazione universalmente accettata. I diversi orologi biologici si basano su dati differenti e possono dare maggiore importanza al rischio di malattie, alla mortalità, alla funzionalità degli organi o all’età cronologica.
In questo studio, due orologi progettati per prevedere esiti legati alla salute hanno indicato un rallentamento dell’invecchiamento biologico nel gruppo vegano durante l’intervento di un mese. Un terzo orologio, sviluppato principalmente per stimare l’età cronologica, ha prodotto un andamento diverso.
“Questi risultati rafforzano l’idea che non tutte le misurazioni dell’invecchiamento biologico catturino gli stessi processi biologici”, ha affermato Mertens. “Gli orologi biologici associati al rischio di malattia e alla salute generale puntavano costantemente nella stessa direzione, suggerendo che i cambiamenti nella dieta influenzassero i percorsi biologici legati alla salute, piuttosto che limitarsi al semplice trascorrere del tempo“.
Prove promettenti, ma non una ricetta
L’ultimo studio è stato di piccole dimensioni e di breve durata. Ha coinvolto 48 adulti sani ed è durato solo un mese. Le differenze di metilazione erano modeste e distribuite su un gran numero di siti genomici.
Anche le analisi del sangue forniscono solo un quadro parziale. I modelli epigenetici possono variare tra cervello, fegato, muscoli, tessuto adiposo e altri tessuti, quindi i cambiamenti rilevati nel sangue potrebbero non verificarsi allo stesso modo in tutto il corpo.
I ricercatori avranno bisogno di studi più ampi e di durata maggiore per capire se i cambiamenti osservati permangono dopo diversi mesi o anni, scompaiono quando le persone riprendono le loro abitudini alimentari abituali o si traducono in miglioramenti significativi per la salute.
“Il nostro studio si aggiunge alle crescenti evidenze che dimostrano come la nutrizione possa influenzare la biologia a livello molecolare“, ha affermato il Dottor Max Storz, del Centro medico dell’Università di Friburgo e coautore senior dello studio. “Il prossimo passo è capire se questi cambiamenti epigenetici persistono nel tempo e se si traducono in miglioramenti significativi per la salute a lungo termine. Ciò richiederà studi clinici più ampi, ma questi risultati forniscono una base importante“.
Storz ha sottolineato che i risultati sembravano riflettere differenze nella composizione della dieta piuttosto che una riduzione dell’apporto calorico.
Riferimento: MedComm