Il fumo altera l’espressione genica (e contribuisce all’insorgere di malattie)

L’impatto dell’esposizione al tabacco sulla salute varia in base alla razza e all’etnia ed è strettamente legato alla dose interna di nicotina, un indicatore dell’assorbimento di agenti cancerogeni. La metilazione del DNA risponde fortemente allo stato di fumatore e può mediare gli effetti sulla salute. Il fumo lascia segni permanenti sul DNA, alterando le modalità di espressione genica. In pratica fumare cambia l’attività dei geni, inclusi quelli associati a molte malattie legate al fumo, dai disturbi cardiovascolari ai tumori al polmone. In che modo ci riesca, però, non è ancora del tutto chiaro, e soprattutto non era ancora stato esplorato su volontari di diverso background etnico. Uno studio statunitense ha ora ovviato a questa mancanza, indagando il collegamento tra fumo e cambiamenti epigenetici in oltre 2.700 persone di sei diversi gruppi etnici.

L’epigenetica è la scienza che studia come l’esposizione a certi fattori ambientali, incluso il fumo, possa modificare l’espressione dei geni, anche senza alterare la sequenza del DNA. Si occupa cioè dello studio di quelle alterazioni che non dovrebbero essere ereditabili e che dipendono piuttosto dalla capacità dell’ambiente e delle abitudini di vita di regolare il genoma. Gli scienziati della Keck School of Medicine (California) si sono concentrati su un tipo particolare di modifica epigenetica: la metilazione del DNA, ossia l’aggiunta di un gruppo chimico in punti specifici del DNA che in genere blocca l’espressione del gene, rendendolo inattivo.

I Ricercatori hanno condotto le analisi principali sui dati del Multiethnic Cohort Study, uno studio che include informazioni sanitarie su persone di origine afroamericana, europea-americana, giapponese-americana, dell’America Latina e hawaiane. Dopo aver calcolato il totale di nicotina e di altre sostanze nocive assorbite da ciascun partecipante attraverso analisi delle urine, gli scienziati hanno trovato collegamenti tra il fumo e la metilazione del DNA in 408 regioni: di queste, 45 nuovi siti CpG, di cui 42 erano unici per l’array EPIC, non erano mai state individuate negli studi precedenti, che includevano partecipanti di uno, due background al massimo, e misuravano la nicotina assorbita in modo meno preciso.

I Ricercatori hanno poi confrontato i dati con quelli di altri due studi nazionali, uno su persone originarie di Singapore e un altro che include informazioni sanitarie su persone del sudest degli Stati Uniti, trovando che la maggior parte delle metilazioni del DNA avviene in regioni analoghe. I principali cambiamenti epigenetici indotti dal fumo sono quindi costanti in tutti i gruppi etnici.

Tuttavia un paio di regioni tra le 408 trovate mostrano cambiamenti, e dunque rischi, più significativi in base all’etnia di appartenenza. E potrebbero spiegare per esempio perché alcune popolazioni di fumatori, come le persone afroamericane, corrano un rischio più elevato di tumore al polmone rispetto ad altre.

I risultati dello studio multietnico evidenziano le associazioni di metilazione transetnica ed etnica specifica con la dose interna di nicotina, un forte predittore di morbilità legate al fumo; inoltre potrebbero anche servire a prevedere quali popolazioni di fumatori incontrino il rischio più elevato di cancro e altre malattie, così da predisporre politiche sanitarie adeguate.

Huang BZ, Binder AM, Quon B, Patel YM, Lum-Jones A, Tiirikainen M, Murphy SE, Loo L, Maunakea AK, Haiman CA, Wilkens LR, Koh WP, Cai Q, Aldrich MC, Siegmund KD, Hecht SS, Yuan JM, Blot WJ, Stram DO, Le Marchand L, Park SL. Epigenome-wide association study of total nicotine equivalents in multiethnic current smokers from three prospective cohorts. Am J Hum Genet. 2024 Mar 7;111(3):456-472. doi: 10.1016/j.ajhg.2024.01.012. Epub 2024 Feb 16. PMID: 38367619; PMCID: PMC10940014.