Malattie genetiche: quali sono? Elenco, caratteristiche e ricerca

Ultimo aggiornamento: 25 Febraio 2020

Consulente Scientifico:
Dottoressa Alessandra Cavallari
(Specialista in ostetricia)

Quali sono le malattie genetiche? Che caratteristiche hanno e come si trasmettono? Proviamo a fare un elenco di queste patologie causate da mutazioni del DNA che spesso interferiscono con la nostra vita, scoprendo anche come la ricerca sia impegnata ogni giorno per velocizzare la diagnosi e migliorare i trattamenti!

Cosa sono le malattie genetiche?

Le malattie genetiche sono patologie più o meno gravi causate da alterazioni del patrimonio genetico di un individuo, chiamato anche “genoma” o dei cromosomi .

Il genoma è formato, in ognuno di noi, da tutte le informazioni necessarie per lo sviluppo delle cellule che compongono i nostri tessuti e organi. Che cosa significa? Che dalla pelle ai capelli, dal fegato ai polmoni, dai vasi sanguigni alle unghie, nel nostro DNA sono racchiuse le “istruzioni per assemblare” ognuno di noi, in modo unico e diverso da tutti gli altri!

La maggior parte delle malattie rare (circa 4000 quelle attualmente conosciute) e buona parte di quelle più comuni, hanno origine genetica.

Spesso non esiste una cura oppure, in particolare per le patologie che colpiscono meno di una persona ogni 2000 (definizione di “rare”, appunto), gli investimenti finanziari per produrre farmaci destinati “solo a poche migliaia di persone” nel mondo, è troppo alta e porta profitti troppo bassi per le aziende farmaceutiche.

Le patologie genetiche e la loro trasmissione.

Le informazioni che permettono alle prime due cellule di un nuovo individuo (zigote) di moltiplicarsi e differenziarsi, per dare vita a un embrione, poi a un feto e infine a un neonato, sono contenute nel DNA o acido desossiribonucleico. Dal punto di vista chimico, il DNA è un acido nucleico con una struttura molto caratteristica, scoperta solo alcuni decenni fa. È, infatti, composto da nucleotidi, ovvero strutture più piccole, combinate tra loro a formare due lunghe catene. Queste, poi, sono avvolte tra loro nella tipica forma chimica della “doppia elica”.

Il DNA con la sua doppia elica, a sua volta, è condensato in formazioni a bastoncelli, dette “cromosomi”. In ogni cromosoma troviamo aree (o loci) in cui sono presenti moltissimi “geni”, ossia sequenze di DNA contenenti le istruzioni o il “codice segreto” (il termine scientifico è “codificano”) per produrre determinate proteine responsabili, ad esempio, del colore dei capelli o degli occhi, e capaci anche di creare i tessuti che compongono i nostri organi interni e tutto il corpo, così come lo conosciamo. Mutazioni o alterazioni dei cromosomi e dei geni, sfortunatamente, sono responsabili di molte malattie genetiche.

I cromosomi che compongono il patrimonio genetico dell’essere umano sono:

22 autosomi (o cromosomi non sessuali) numerati da 1 a 22 in base alla loro lunghezza al microscopio;
2 cromosomi sessuali (X e Y).

Ogni nostra cellula sana, tuttavia, per ciascun cromosoma da 1 a 22, contiene due copie, una ereditata dalla mamma e una dal papà.

Per i cromosomi sessuali, invece, esiste soltanto una copia ereditata da ciascun genitore:

Dalla mamma si eredita sempre il cromosoma X, perché gli individui di sesso femminile hanno due cromosomi sessuali di tipo X.

Dal papà si può ereditare il cromosoma X (e in questo caso, nascerà una femmina) oppure il cromosoma Y (il nascituro sarà maschio), perché gli individui di sesso maschile, avendo come cromosomi sessuali X e Y, possono trasmettere alla loro prole la X oppure la Y.

Il corredo cromosomico di un individuo sano si dice, dunque, diploide ed è costituito da 46 cromosomi, di cui 44 autosomi e 2 sessuali.

Nei cromosomi diploidi, cioè presenti in numero doppio, ogni gene ha due versioni (chiamate in biologia alleli), che possono essere dominanti o recessive.

Per praticità chiamiamo “A” maiuscolo l’allele dominante (immaginiamolo come quello più forte) ed “a” minuscolo l’allele recessivo (quello più debole). A seconda della prevalenza di un allele sull'altro, un individuo avrà in insieme di caratteristiche fisiche conosciute con il nome di fenotipo.

L’esempio più semplice per capire questo concetto complesso è il colore degli occhi.Affinché un bambino abbia gli occhi chiari, occorre che egli erediti gli alleli (entrambe le versioni di un gene) degli occhi chiari da entrambi i genitori. Se invece eredita tale allele soltanto da un genitore, mentre dall'altro eredita quello degli “occhi scuri”, allora inevitabilmente avrà gli occhi scuri. Così come se eredita da entrambi i genitori il gene degli occhi scuri.

Perché accade questo? Perché la caratteristica fisica “occhi scuri” è dominante, dunque basta anche solo un allele degli occhi scuri per determinare il fenotipo degli occhi scuri. L’allele “occhi chiari” è invece recessivo e ne servono due uguali affinché il nascituro abbia gli occhi chiari.

Queste regole sono le medesime che determinano anche la trasmissione e la comparsa di molte malattie genetiche.

Classificazione.

Le malattie genetiche possono essere classificate in quattro grandi gruppi:

Malattie cromosomiche.Le malattie cromosomiche sono tutte le alterazioni del numero o della struttura dei cromosomi, come ad esempio le trisomie e le delezioni, che determinano la perdita o l’acquisizione di migliaia di geni.
Malattie monogeniche o mendeliane. Le malattie monogeniche, dette anche malattie mendeliane (dal nome di Mendel, il genetista che scoprì i meccanismi di ereditarietà), sono le mutazioni di un solo gene. Esse possono essere: autosomiche (cioè che coinvolgono i cromosomi non sessuali); o legate al cromosoma sessuale X. Possono, inoltre, essere dominanti o recessive e vedremo a breve la differenza.
Malattie mitocondriali. Si verificano quando a mutare sono i cromosomi extra-nucleari, dunque non contenuti nel nucleo delle cellule ma nei mitocondri, piccoli organelli presenti nel citoplasma cellulare.
Malattie multifattoriali. Sono dovute a mutazioni genetiche e fattori ambientali. Sono le così dette “predisposizioni” a sviluppare patologie perché ci sono casi in famiglia e, magari, perché si ha uno stile di vita scorretto. L’unione di questi due fattori determina la comparsa di tali malattie.

Le malattie cromosomiche o congenite.

Le malattie cromosomiche sono tutte causate:

dalla presenza di un cromosoma in meno (Sindrome di Turner), dette sottonumerarie;
dalla presenza di un cromosoma in più (Sindrome di Patau, di Down e di Klinfelter), dette sovranumerarie;
dalle anomalie della struttura di un cromosoma (Sindrome Cri du chat, di Prader Willi e Sindrome di Down ereditaria).

Queste malattie colpiscono, di solito, durante o dopo la fecondazione dell’ovulo materno da parte dello spermatozoo paterno. Dunque sono già presenti nella vita fetale e, alla nascita, per questo vengono definite “congenite”.

Molte di esse sono incompatibili con la sopravvivenza dell’embrione e spesso la gravidanza si interrompe spontaneamente in epoca anche precoce.

Quali sono le malattie genetiche sovranumerarie?

Le patologie genetiche contraddistinte dalla presenza di un cromosoma in più possono avere a seconda dei casi, ripercussioni più o meno gravi sull'individuo colpito.

Trisomia 13 o Sindrome di Patau. In questa patologia, il cromosoma numero 13 è presente in tre copie anziché due, quindi tutte le cellule del nascituro avranno 47 cromosomi anziché i normali 46. Essa è caratterizzata da grave ritardo mentale, microcefalia (ridotto sviluppo cerebrale), polidattilia (numero di dita superiore alla norma) ma anche anomalie genitali e cardiache. Colpisce circa un neonato ogni 7000 nati vivi e porta a decesso di solito entro pochi giorni dalla nascita.
Trisomia 21 o Sindrome di Down. Il cromosoma numero 21 è presente in tre copie anziché due, dunque tutte le cellule del nuovo individuo avranno 47 cromosomi anziché 46. Tra le malattie cromosomiche più diffuse, colpisce un neonato ogni 600 nati vivi. Il ritardo mentale più o meno marcato è sempre presente, assieme a caratteristiche fisiche tipiche come dita corte e paffute, inserzione delle orecchie molto più bassa del normale e malformazioni cardiache anche serie. Fortunatamente, grazie alla diagnosi precoce dei disturbi causati dalla sindrome di Down, la sopravvivenza è molto alta e le aspettative di vita, sebbene ridotte rispetto alla media, sono comunque piuttosto lunghe. Molti bambini e adolescenti affetti da trisomia 21 hanno comunque una buona vita sociale, frequentano la scuola, praticano sport e, una volta adulti, possono essere inseriti, con mansioni semplici, anche nel mondo del lavoro. Infatti, grandissimi progressi in ambito formativo e sociale sono stati fatti per garantire una vita lunga e serena sia ai portatori di sindrome di Down che alle loro famiglie!

Puoi approfondire le caratteristiche della sindrome di Down

Sindrome di Klinfelter o XXY. Nelle cellule è presente un corredo cromosomico composto da 47 cromosomi, al posto dei normali 46, per la presenza di un cromosoma sessuale (X) in più. Tale patologia ha un’incidenza di circa un caso ogni 900 nati. Gli individui affetti da questa sindrome sono uomini ma hanno due cromosomi sessuali femminili e uno maschile. Le loro principali caratteristiche fisiche sono:
- una statura superiore alla norma;
- un peso corporeo di solito elevato;
- scarsità di peli e una loro distribuzione più tipica del sesso femminile;
- ghiandole mammarie sviluppate;
- testicoli ipotrofici (di dimensioni ridotte);
- sterilità.

Anche in questi casi, arrivando a una diagnosi precoce, è possibile integrare dall'esterno gli ormoni maschili mancanti (perché i testicoli ipotrofici non ne producono a sufficienza), consentendo il maggiore sviluppo di caratteri fisici maschili e, dunque, una buona qualità della vita, sia fisica che psichica.

Le malattie da alterazione della struttura cromosomica.

Queste malattie genetiche, tutte piuttosto rare, hanno in comune l’alterazione di un cromosoma, con effetti a volte anche molto invalidanti.

Tra le più note abbiamo:

Sindrome Cri du Chat.Il nome in francese significa “pianto del gatto” ed è una malattia, dovuta alla delezione (cioè alla perdita) di una piccola porzione del cromosoma 5. Colpisce circa un nato ogni 15.000 e le manifestazioni più tipiche sono:
- ritardo mentale;
- mandibola molto piccola;
- strabismo;
- una malformazione molto caratteristica della laringe, organo delle vie respiratorie, che altera l’emissione di suoni. Questa anomalia provoca nel neonato la comparsa di un pianto molto flebile, simile appunto al pianto o al miagolio di un gatto.

Sindrome di Prader Willi. Tale malattia è provocata dalla delezione di una parte del cromosoma 15 e colpisce circa un individuo ogni 20.000 nati vivi. Le conseguenze in epoca neonatale sono scarsissimo appetito e accrescimento molto più lento della norma, mentre durante l’infanzia si assiste a una inversione di tendenza, con comparsa di forte obesità e disturbi alimentari.
Sindrome di Down ereditaria. La sindrome è dovuta alla traslocazione del cromosoma 14 con il cromosoma 21, nel corredo cromosomico di un genitore portatore sano (cioè che ha la traslocazione ma non manifesta alcuna malattia). Ma che significa “traslocazione”? In pratica, una porzione di un cromosoma si sposta sull'altro e questo può provocare, al momento del concepimento di un figlio, la migrazione nelle cellule del nascituro di 3 cromosomi 14 oppure di 3 cromosomi 21 (sindrome di down ereditaria, perché trasmessa appunto dal genitore al figlio). La trisomia 21 ereditaria, pur provocando le stesse manifestazioni e caratteristiche fisiche, è molto più rara rispetto alla sindrome di Down non ereditaria, infatti colpisce soltanto un nato ogni 50.000 circa.

Le malattie genetiche sottonumerarie.

Analizziamo una delle più comuni patologie sottonumerarie!

Sindrome di Turner o X0. Questa patologia sottonumeraria è caratterizzata dalla presenza, in ogni cellula del nuovo individuo, di un solo cromosoma sessuale (X) anziché due. Il corredo cromosomico, quindi, è composto da soli 45 cromosomi anziché 46. Come abbiamo anticipato, i cromosomi sessuali di un individuo sano sono due: XX nelle donne e XY negli uomini. La presenza di una sola X comporta il brusco rallentamento dello sviluppo, in genere dopo il terzo anno di vita, con una statura più bassa della media, attaccatura bassa delle orecchie, palpebre cadenti oppure crescita delle unghie anomala (verso l’alto). Le persone affette da sindrome di Turner, inoltre, sono donne ma non hanno uno sviluppo completo dell’apparato sessuale e riproduttivo, cioè le ovaie risultano atrofiche, e ciò comporta:
- assenza del ciclo mestruale;
- mancato sviluppo delle ghiandole mammarie;
- sterilità.
Esistono, poi, una serie di malformazioni cardiache e renali, molto frequenti nei casi di sindrome di Turner. Comunque, durante l’infanzia è possibile attuare una serie di trattamenti, anche con ormone della crescita, in grado di garantire una certa prosecuzione dello sviluppo e una buona qualità della vita.

Patologie monogeniche o mendeliane.

Queste patologie, che coinvolgono un solo gene, sono numerosissime ed estremamente diffuse nella popolazione. Addirittura, si calcola che ognuno di noi possa portare nel proprio DNA un numero notevole di mutazioni di singoli geni (da 5 a 8) senza che tuttavia ciò comporti lo sviluppo di una malattia!

Le patologie monogeniche possono essere:

Autosomiche dominanti, in cui basta un solo allele (una delle due possibili versioni di un gene) mutato per esprimere la malattia. Attenzione: il termine autosomiche significa che sono legate ai geni dei cromosomi non sessuali, cioè quelli numerati da 1 a 22.
Autosomiche recessive, in cui servono entrambi gli alleli mutati per esprimere la malattia, quindi due alleli uguali ma “deboli” del tipo “aa”.
Legate al cromosoma sessuale X: ne sono due esempi emofilia e daltonismo.

Vediamo nel dettaglio le differenti tipologie di malattie monogeniche o mendeliane.

Malattie autosomiche dominanti.

Nelle malattie autosomiche dominanti:

uno dei genitori è sempre affetto da malattia;
non c’è distinzione, nella comparsa della malattia, tra sesso maschile e femminile, perché la mutazione si trova nei cromosomi non sessuali;
la malattia o il disturbo interessano tutte le generazioni discendenti dall’individuo malato.

Ecco alcuni esempi di malattie monogeniche causate da un solo allele mutato:

Ipercolesterolemia: comporta, come dice il nome, alti livelli di colesterolo nel sangue. Questo disordine metabolico, molto frequente nella popolazione italiana, spesso è solo conseguenza di un’alimentazione scorretta e piena di grassi animali, ma talvolta è geneticamente determinato. In questi casi, il gene LDLR che codifica per il recettore delle LDL (lipoproteine a bassa densità, dannose per la circolazione), è “difettoso” e questo provoca l’accumulo del colesterolo “cattivo” nel sangue. L’ipercolesterolemia non causa particolari problemi se si segue una dieta sana e in assenza di altri disturbi, come l’aumento dei trigliceridi e l’ipertensione arteriosa. L’accumulo di grassi nella parete delle arterie, nel tempo, può infatti ostruirle e predisporre a ictus e infarto.

Acondroplasia: è una forma di nanismo, caratterizzata da braccia e gambe molto corte su un busto normosviluppato. Nella fase di crescita del bambino acondroplasico, a volte, è necessario ricorrere a interventi chirurgici per migliorare la postura o correggere difetti, soprattutto della schiena e delle anche. Il gene colpevole di questa malattia, detto FGFR3, codifica per un fattore di crescita dei tessuti fibrosi del corpo e soprattutto degli arti. Quando è mutato, lo sviluppo di tali tessuti risulta anomalo e provoca le alterazioni tipiche dell’acondroplasia.

Corea o malattia di Huntington: è una complessa sindrome di tipo degenerativo, che colpisce il sistema nervoso centrale, di solito in età adulta. La mutazione del gene IT-15, che codifica per la proteina huntingtina, provoca anomalie dei neuroni, le cellule del sistema nervoso. La malattia che ne deriva è caratterizzata dall'alterazione progressiva delle capacità di movimento, dalla camminata molto caratteristica, simile a una danza, e da ingravescenti difficoltà di deglutizione. La degenerazione non è attualmente arrestabile e porta alla perdita progressiva, in 10 o 20 anni, delle funzioni cognitive e della capacità di alimentarsi adeguatamente.

Porfiria: è una malattia provocata dall'accumulo nei tessuti o negli organi di sostanze dette “porfirine”, componenti dell’emoglobina, la proteina contenuta nei globuli rossi e incaricata di legare e trasportare l’ossigeno nel sangue. Il gene mutato alla base della porfiria, detto UROD, può causare anomalie di uno degli otto enzimi coinvolti nel processo di smaltimento delle porfirine. A seconda di quale sia l’enzima anomalo, esse si accumulano in determinati organi o tessuti, provocando sintomi differenti tra loro. Esistono, infatti, ben sette varianti di porfiria, a seconda del sito di accumulo e del carattere acuto oppure intermittente: per esempio, la porfiria epatica può alterare la funzionalità del fegato e produrre costipazione oppure diarrea e vomito, mentre la forma cutanea può rendere la pelle molto sensibile alla luce del sole, dare prurito, gonfiore o vere e proprie bolle cutanee. Altre forme interessano il sistema nervoso centrale e danno allucinazioni, convulsioni e disorientamento.

Altre malattie autosomiche dominanti sono:

Poliposi del colon o renale: produzione di abbondanti polipi nel colon o nei reni.
Sclerosi tuberosa: patologia con formazione di noduli e macchie sulla pelle, a volte associata a ritardo mentale e convulsioni.
Distrofia muscolare “miotonica”: progressiva perdita di forza e massa muscolare.
Neurofibromatosi: presenza di numerosissimi noduli benigni sottocutanei, disseminati in tutto il corpo.
Sindrome di Marfan: patologia dei tessuti connettivi con peso corporeo molto basso, dita molto lunghe e sottili, lassità dei legamenti di braccia e gambe e anche una serie di difetti agli occhi.
Sindrome di Noonan: malattia complessa caratterizzata da bassa statura, scoliosi molto marcata ma anche difetti cardiaci e difficoltà di apprendimento.

Le patologie genetiche autosomiche recessive.

Nelle malattie autosomiche recessive:

i genitori delle persone affette sono sani ma portatori della malattia, cioè, avendo un allele sano e uno malato, non manifestano la malattia stessa. Tuttavia, alla fecondazione, trasmettono tutti e due l’allele malato (gli alleli deboli o recessivi “aa” ricordi?) al proprio figlio, determinando la comparsa della malattia in quest’ultimo;
le patologie compaiono in modo simile nei figli maschi e nelle figlie femmine.

Alcune patologie autosomiche recessive sono:

Anemia falciforme: è una malattia del sangue caratterizzata dalla mutazione di un gene che determina una forma anomala dei globuli rossi (la componente corpuscolata del sangue). Al posto della caratteristica forma a disco piatto e tondeggiante, essi si presentano allungati e appuntiti (a forma di falce, appunto). Ciò determina una maggiore possibilità dei globuli rossi anomali di:scontrarsi tra loro, rompendosi a vicenda con conseguente comparsa di anemia da emolisi (carenza di ferro ed emoglobina nel sangue perché i globuli rossi si rompono!); agganciarsi l‘uno all'altro, creando grumi di sangue che ostacolano la circolazione e l’ossigenazione dei tessuti, con conseguente ischemia tissutale.

Anemia mediterranea o talassemia: è la forma più comune di anemia, dovuta alla mutazione del gene che codifica per le catene beta dell’emoglobina. Questa proteina è fondamentale per trasportare ossigeno nei tessuti e, quando il gene che deve comporla è anomalo, essa viene prodotta in quantità minori e anche in forma meno efficace per legare l’ossigeno.
Fibrosi cistica: è una malattia che interferisce con il normale funzionamento di molti organi e tessuti, dall'apparato gastro-intestinale ai polmoni. Colpisce un neonato ogni 2.500 circa. Essa è dovuta all'alterazione del gene CFTR sul cromosoma 7, che comporta la sintesi di proteine anomale, capaci di influenzare in modo negativo i processi di digestione dei grassi, ma soprattutto le funzioni respiratorie. Inizialmente compaiono tosse con muco denso e infezioni respiratorie frequenti, poi il tutto si aggrava con la perdita progressiva di funzionalità dei polmoni.
Fenilchetonuria: alterazione del gene PAH, che impedisce la formazione di un enzima in grado di trasformare la fenilalanina, uno degli aminoacidi importantissimi per la salute, in tirosina, sostanza che va a comporre molti mediatori cerebrali. La malattia viene prodotta dall'accumulo di fenilalanina inutilizzata e può comportare forme molto gravi di ritardo mentale, se non viene tempestivamente diagnosticata alla nascita. Fortunatamente, esiste oggi in Italia un test di screening su poche gocce di sangue del nascituro, in grado di individuare il deficit enzimatico e consentire la pianificazione di una dieta e di uno stile di vita in grado di ridurre gli effetti della malattia.

Altre malattie autosomiche recessive sono:

Galattosemia: alterazione genetica dell’enzima che serve a metabolizzare il galattosio, uno zucchero, letale nel neonato se non viene tempestivamente diagnosticata.
Sordità e cecità congenite.

Caratteristiche delle malattie monogeniche legate al cromosoma sessuale X.

Queste patologie sono provocate dalla mutazione di un gene sul cromosoma X, uno dei due cromosomi sessuali presenti in ognuna delle nostre cellule.

Tra i disturbi più diffusi, troviamo, ad esempio, l’emofilia e il daltonismo. Tali malattie, legate alla X, sono “recessive”, il che significa che per manifestarsi devono essere presenti due alleli recessivi del gene malato:

uno ha origine dal cromosoma X paterno, perché il papà ha soltanto un cromosoma X;
l’altro allele mutato può provenire da una delle due X materne. In questo caso, se la mamma ha una X sana e una con il gene mutato, ci sono il 50% delle possibilità (una possibilità su due) che la bambina erediti la X mutata e, dunque, manifesti la malattia. Mentre se la bambina eredita dalla mamma la X sana, sarà portatrice della malattie ma sana, cioè senza alcuna manifestazione della malattia stessa!

Non esiste, invece, la possibilità di trasmettere malattie recessive legate alla X, a nessun figlio maschio perché i maschi hanno solo una X, mentre per lo sviluppo della malattia ne servono due.

Conosciamo meglio alcune di queste patologie:

Emofilia: patologia che, a causa della mutazione di un gene sul cromosoma X, determina la carenza di uno dei fattori della “coagulazione” del sangue, meccanismo attraverso cui il corpo arresta la fuoriuscita di sangue a seguito di una ferita più o meno seria. A trasmettere la malattia può essere un allele mutato su una delle due X materne, che incontra l’allele mutato dell’unico cromosoma X paterno. Dunque, il 50% delle figlie femmine manifesterà la malattia, mentre nessun figlio maschio risulterà malato.

Daltonismo: alterazione della percezione di molti colori e delle loro sfumatura, da parte delle cellule degli occhi. La mutazione, in questo caso, non riguarda solo un gene sul cromosoma X ma un gruppo di geni. Le manifestazioni più tipiche stanno nella difficoltà, per i daltonici, di distinguere tipicamente il colore rosso rispetto al verde, oppure nel percepire il rosso come grigio o ancora nel non riuscire a distinguere la maggior parte delle sfumature dei colori visibili, invece, da un occhio sano.

Bisogna aggiungere che le mutazioni del cromosoma sessuale Y sono possibili ma spesso vengono trascurate, perché esso è estremamente piccolo e contiene pochi geni, quasi tutti implicati nei processi di spermatogenesi (ossia di formazioni degli spermatozoi alla pubertà).Gli individui maschi che subiscono mutazioni dell’Y, nell'arco della vita, risultano sempre sterili.Ecco perché le mutazioni genetiche legate all’Y non risultano significative dal punto di vista dell’ereditarietà: semplicemente perché non possono essere trasmesse alla prole.

Quali problemi comportano le malattie genetiche mitocondriali?

Queste patologie sono trasmesse da modeste quantità di DNA presente nei mitocondri, piccoli organelli al di fuori del nucleo delle cellule. Alla migrazione dei cromosomi di mamma e papà, che formano il corredo genetico della prima cellula del loro bebè, il DNA mitocondriale potrà essere trasmesso solo dalla mamma, poiché gli spermatozoi paterni non possiedono mitocondri.

In dettaglio, le patologie genetiche mitocondriali possono interessare molti organi e apparati quali:

Sistema nervoso centrale, per cui avremo: ritardo psicomotorio, demenza, Morbo di Parkinson (malattia degenerativa delle cellule del sistema nervoso centrale che porta a rigidità nei movimenti, tremore diffuso e ingravescente, paralisi e perdita delle facoltà cognitive).
Occhi, per cui insorgerà la cataratta, cioè una condizione di opacizzazione del cristallino oculare, con conseguente difficoltà progressiva della vista.
Cuore, per cui si verificheranno cardiomiopatie ipertrofiche o dilatative (dimensioni abnormi del cuore) e arresto cardiaco.
Muscoli, con conseguenti miopatie e debolezza cronica.
Apparato digerente, per cui si avranno sindromi simili all'ostruzione intestinale e ridotto assorbimento di sostanze nutritive.
Reni, per cui si potrà manifestare la sindrome di Fanconi, un disordine genetico che riduce la funzionalità di strutture renali chiamate “tubuli”. Essi non sono in grado di riassorbire sostanze importanti come il glucosio, l’acqua, il sodio e il potassio, che dunque finiscono direttamente nelle urine. Durante l’infanzia o l’adolescenza dei bambini affetti da questo disordine, sono possibili stati di insufficienza renale anche molto gravi.
Sistema endocrino, che causerà alcune forme di diabete mellito, ridotto funzionamento della tiroide e delle ghiandole parotidi (ghiandole salivari poste tra mandibola e mascella, al di sotto dell’attaccatura delle orecchie).

E quando i colpevoli non sono solo i geni? Vediamo in quali casi sono determinanti, per l’insorgenza della malattia, anche i fattori ambientali!

Malattie genetiche multifattoriali: non è solo “colpa” della genetica!

Si tratta di alterazioni di un gruppo più o meno ampio di geni, che tuttavia, per provocare una malattia vera e propria,hanno bisogno anche “dell’aiuto” di fattori ambientali: esempi comuni sono il diabete mellito, l’asma e l’ipertensione arteriosa.

Cerchiamo di spiegare meglio questo concetto analizzando alcune malattie.

Diabete mellito: se un individuo eredita alterazioni genetiche che possono agire sulla funzionalità del pancreas (ghiandola che produce un ormone fondamentale chiamato “insulina”), egli sarà predisposto “geneticamente” a sviluppare il diabete mellito. Se durante l’infanzia, l’adolescenza e l’età adulta, questa persona mangerà quantità di carboidrati e zuccheri esagerate, poca frutta e verdura e magari farà anche una vita sedentaria, quasi sicuramente svilupperà il diabete. Al contrario, se lo stesso individuo, geneticamente predisposto al diabete, verrà aiutato già da bambino ad avere un’alimentazione sana, con carboidrati e zuccheri proporzionati al proprio fabbisogno, frutta e verdura fresche e magari invogliato a fare attività fisica regolare e mantenere uno stile di vita sano, probabilmente, non svilupperà mai il diabete mellito!
Asma: ammettiamo che un bambino abbia nel proprio DNA alcune alterazioni genetiche che rendano le sue vie respiratorie più sensibili del normale. Se egli vive in un ambiente sano, con poche fonti di inquinamento atmosferico, (magari un piccolo paesino sul mare), senza venire in contatto diretto e protratto nel tempo, con fumo di sigaretta o animali, allora probabilmente non manifesterà mai asma ed attacchi asmatici. Lo stesso bambino geneticamente predisposto all’asma, mostrerà sicuramente i sintomi della malattia (tosse sibilante e difficoltà respiratoria anche grave), se verrà spesso in contatto con fumo di sigaretta, inquinamento da gas di scarico delle auto oppure emissioni nocive industriali oppure se sarà a frequente e stretto contatto con pelo di animali o piante allergizzanti (ad esempio il pioppo).
Ipertensione arteriosa: un individuo possiede alterazioni dei geni che codificano per enzimi capaci di regolare la misura dei vasi sanguigni (le arterie, in questo caso). Come conseguenza, le sue arterie sono più soggette a restringimenti e, dunque, egli è geneticamente predisposto a essere iperteso! Se tuttavia, nel corso della vita, questa persona mangerà in modo sano e adeguato, senza eccessi di sale o caffeina, farà regolare attività fisica, riuscirà a limitare al massimo le fonti di stress mentale e magari bere molta acqua, mantenendo i reni in salute, probabilmente non svilupperà ipertensione. Viceversa, se lo stesso soggetto geneticamente predisposto avrà un’alimentazione scorretta, farà una vita sedentaria e stressante, berrà poca acqua e magari sarà un tabagista convinto, quasi sicuramente svilupperà l’ipertensione arteriosa.
Sindrome di Tourette: considerata una malattia genica multifattoriale, che compare in infanzia o adolescenza, è caratterizzata da tic nervosi, sospiri rumorosi, urla improvvise. Colpisce soprattutto il sesso femminile (ogni quattro casi soltanto uno riguarda individui maschi) ed è spesso associata ad alterazioni psichiche, come il disturbo ossessivo compulsivo.
Celiachia: persino questo disturbo molto frequente (l’intolleranza al glutine, una proteina contenuta nel grano), riconosce solo al 35% cause genetiche mentre il 65% della responsabilità della sua comparsa va ai fattori ambientali, prima tra tutte, una dieta squilibrata.

Altre malattie congenite di tipo genetico multifattoriale sono:

la palatoschisi (difetto di chiusura delle ossa del palato);
la spina bifida (difetto di chiusura del canale vertebrale).

Ricorda che nelle malattie multifattoriali, le alterazioni geniche da sole non sono sufficienti a provocare una malattia. Servono anche fattori ambientali esterni, che scatenino nell'organismo i meccanismi di attivazione di una determinata patologia.

Dove può arrivare la ricerca scientifica sulle malattie genetiche?

La ricerca scientifica, in Italia così come nel resto del mondo, ha lavorato e lavora quotidianamente per comprendere sempre meglio il DNA e tutte le sue possibili mutazioni. Dal 1865, quando il dottor Mendel scoprì le leggi dell’ereditarietà genetica, molta strada è stata percorsa. Ecco le tappe principali:

Nel 1953 i medici Watson e Crick hanno scoperto la struttura del DNA.
Nel 1985 I genetisti hanno scoperto il gene responsabile della fibrosi cistica.
Nel 1986 è partito in tutto il mondo il progetto internazionale di mappatura del genoma umano, che ha l’obiettivo di mappare, cioè tracciare, l’esatta sequenza di appaiamento delle basi azotate, ossia le varie componenti di tutti i nucleotidi del DNA umano (ricordate il nostro approfondimenti iniziale?).

Questo processo, lunghissimo e complesso, è oggi in corso e in continuo aggiornamento: sono circa 3 miliardi le coppie di basi azotate nel DNA di ogni cellula e oggi le conosciamo sempre di più e sempre meglio!

Dal 2001, anno di pubblicazione online della sequenza completa del genoma umano, biotecnologi, biologi, genetisti e moltissimi altri specialisti, lavorano senza sosta per arrivare a capire meglio e prima come le mutazioni del DNA siano capaci di produrre le grandi malattie del nostro secolo, da quelle ereditarie, a quelle congenite, al cancro.

L’International Institute of Health americano ha pubblicato, nel febbraio 2015, l’ Epigenome roadmap, una sorprendente “cartina stradale” di tutti i geni del DNA umano.

È da qui, infatti, che tutto si origina: le nostre caratteristiche fisiche, certo, ma soprattutto tutti i disturbi, le alterazione e le malattie che svilupperemo nel corso della nostra vita.

A fianco a questo progetto colossale, tuttavia, non possiamo dimenticare tutti i ricercatori, gli ospedali e le fondazioni che lavorano quotidianamente, su singoli geni, che producono o non producono, singoli enzimi o proteine per capire come correggere la loro alterazione e rendere la vita di una persona migliore e più lunga.

Molte malattie che abbiamo citato in questo articolo, sono oggi diagnosticabili mediante screening di massa, già prima della nascita. Qualche esempio? Ecografie, amniocentesi, studio del cariotipo cioè di tutti i cromosomi di un feto, consentono la diagnosi precoce di molte alterazioni o malattie (come la sindrome di Down o quella di Turner, quella di Klinfelter o altre trisomie).

Invece nel neonato, esami semplici come il prelievo di poche gocce di sangue, permettono di individuare deficit enzimatici come la Fenilchetonuria, consentendo interventi precoci per migliorare e prolungare le aspettative di vita.