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17 Maggio 2007

Nuova ipotesi per spiegare l’elevato numero di portatori di mutazioni CFTR nelle popolazioni di pelle bianca: il gene dell’enzima lattasi

17/05/2007 - G. Borgo

Il numero di portatori del gene CFTR mutato (uno ogni 25-30 persone) nelle popolazioni di pelle bianca è tra i più elevati che si conoscano per le malattie genetiche. Le popolazioni di pelle bianca si dicono di origine caucasica perché derivano da una popolazione preistorica originariamente insediata nell’altopiano del Caucaso nell’Europa Centrale e di li poi migrata in ondate successive in vari territori, dando origine alle diverse popolazioni europee. Per spiegare una frequenza così elevata di portatori, l’ipotesi finora avanzata è stata quella che il portatore CFTR abbia avuto in passato un qualche “vantaggio”, in termini di salute, che gli ha permesso di selezionarsi rispetto agli altri individui e diventare così numeroso. Questo vantaggio selettivo non è detto che persista ai nostri giorni, perché la condizione selezionante (legata all’ambiente o all’alimentazione o alle infezioni o ad altro che non si sa) può aver agito in passato ed essere oggi scomparsa, cosicché la frequenza del gene si è stabilizzata e il vantaggio del portatore è sconosciuto.

Si è ipotizzato, infatti, che il gene mutato sia così diffuso fra gli europei perché chi ne è portatore è più resistente alle gravi infezioni intestinali, che erano molto diffuse in passato, al punto da rappresentare vere epidemie e provocare stragi fra le popolazioni. Questo è il caso per esempio delle epidemie di colera, infezione intestinale oggi curabile, in passato mortale. Il colera provoca una diarrea con grande perdita di sali e acqua. Esposto alle tossine del batterio colerico il portatore di una mutazione del gene CFTR sarebbe andato incontro ad una diarrea meno grave e sarebbe sopravvissuto, proprio perché la mutazione CFTR rendeva minore il passaggio di cloro e acqua nell’intestino. La più frequente mutazione del gene CFTR, la DF508, grazie a questo vantaggio selettivo, avrebbe accompagnato l’insediamento dell’uomo in Europa e avrebbe un gradiente di diffusione, con frequenza in aumento mano a mano che dal Centro Sud dell’Europa (regione caucasica in cui si sarebbe originata) si sale al Nord Europa. Bisogna dire che il perché di questo gradiente non è mai stato ben spiegato.

Il fatto che la presenza di una sola mutazione CFTR limiti la secrezione di cloro e acqua a livello intestinale è stato dimostrato nel modello animale (topo), ma non è stato confermato nell’uomo (2). Inoltre, dicono gli autori di questa ricerca (tra i quali il Prof. Modiano, che è uno dei maggiori esperti al mondo di questi temi ed ha collaborato alla scoperta e dimostrazione del vantaggio selettivo del portatore del gene della talassemia; egli ha anche collaborato a ricerche della Fondazione FFC), l’Europa non ha avuto un’esposizione al colera maggiore di quello dei paesi africani o indiani o cinesi. Epidemie di colera si sono verificate anche in questi paesi, ma non hanno fatto aumentare la frequenza dei portatori, che sono più rari che in Europa.

La nuova ipotesi sostiene che i portatori del gene CFTR in un antichissimo passato (circa 52.000 anni fa) sono sopravvissuti meglio degli altri ad una diarrea sì, ma di origine alimentare, la diarrea che si instaura nei soggetti che consumano latte e non tollerano il lattosio (che è lo zucchero contenuto nel latte). La capacità di digerire il lattosio (= di tollerarlo) dipende da un gene che è attivo dalla nascita a tutto il periodo dell’allattamento: questo gene codifica per un enzima, la “lattasi”. In seguito, se il latte non viene più assunto, questo gene “si spegne” e si diventa intolleranti al lattosio, perdendo cioè la capacità di digerire questo zucchero. Originariamente tutti i nostri antenati, superata la fase del divezzamento, erano intolleranti al lattosio del latte, proprio perché erano prevalentemente erbivori. L’occasione di nutrirsi di latte è stata introdotta quando l’uomo ha cominciato ad allevare animali produttori di latte, mucche e pecore. Le ricerche svolte dicono che l’abitudine all’allevamento è nata in una singola regione del Nord Europa ed è rimasta ristretta a questa area per parecchio tempo prima di essere esportata in altre zone. Questa regione corrisponde all’attuale Danimarca e Olanda, dove si registra la più elevata e omogenea presenza, rispetto al resto dell’Europa, della mutazione CFTR-DF508.

In questa regione i portatori di gene CFTR, diventati allevatori di bestiame, si sono adattati meglio degli altri alla diarrea che, almeno inizialmente, il consumo di latte provocava. Mano a mano che si nutrivano di latte, il gene della lattasi veniva “forzato” dalla nuova abitudine alimentare a rimanere attivo. Ecco che in questo modo i pochi portatori del gene CFTR godevano di un vantaggio e sopravvivevano più degli altri: sono diventati un grande numero e hanno poi trasmesso entrambi i tratti genetici e cioè sia la mutazione del gene CFTR che il gene della lattasi. Accanto alle teorie che supportano l’ipotesi e spiegano anche ulteriori speculazioni che l’ipotesi comporta, nell’articolo viene riportato il risultato di altre ricerche (3) in cui è stata indagata la frequenza del gene della tolleranza al lattosio (LCT-T) in varie popolazioni europee. Mettendo questa frequenza a confronto con la frequenza della mutazione DF508 nelle stesse popolazioni ne risulta una stretta correlazione. E questo naturalmente supporta la nuova ipotesi.

1) Modiano G , Ciminelli BM and Pignatti PF “Cystic Fibrosis and lactase persistence: a possibile correlation” Eur J Hum Genet 2007; 15:255-259

2) Hogenauer C et all “Active intestinal chloride secretion in human carrier of cystic fibrosis mutations: an evaluation of the hypothesis that heterozygotes have subnormal active intestinal chloride secretion.” Am J Hum Genet 2000; 67:1422-1427

3) Swallow DM “Genetics of lactase persistence and lactose tolerance” Ann Rev Genet 2003; 37:197-219