Epidemiologia molecolare, biomarcatori e medicina di precisione di G. Simone Mazzaglia
L’Epidemiologia è la scienza che studia lo stato di salute e di malattia delle popolazioni umane in relazione ai fattori che ne determinano l’insorgenza e/o ne modificano la frequenza. L’epidemiologia molecolare, invece, è la scienza che studia i fattori di rischio e protettivi, intrinseci ed estrinseci, i meccanismi eziopatogenetici e il loro ruolo nel controllo e nella distribuzione delle malattie nella popolazione e in gruppi familiari selezionati. L’Epidemiologia molecolare ci aiuta a scoprire i meccanismi molecolari che, dall’esposizione ambientale (Es. Esposizione ambientale al Silicio) conducono alla malattia (Es. fibrosi polmonare dovuta all’esposizione al Silicio).
I biomarcatori alla base dell’epidemiologia molecolare
I biomarcatori (o biomarker) sono alterazioni biochimiche, molecolari e biologiche misurabili nelle cellule, nei tessuti e/o nei fluidi biologici. Generalmente i biomarker sono costituiti da DNA, RNA, proteine, enzimi e metaboliti, e possono essere misurati con metodi immunologici, enzimatici, citogenetici e radioimmunologici.
Alcuni biomarcatori possono rilevare la presenza di sostanze nocive all’interno dell’organismo (biomarcatori di dose interna), altri possono rilevare l’interazione tra una sostanza esogena e una struttura subcellulare (biomarcatori di dose biologica efficace) oppure modificazioni molecolari, cellulari e biologiche nei tessuti bersaglio e nelle cellule (biomarcatori di effetto) che poi condurranno all’evento patologico.
L’epidemiologia molecolare, quindi, studia la distribuzione e la frequenza dei biomarcatori nelle popolazioni umane per poter valutare l’entità degli eventi patologici. I biomarcatori tumorali come il CA-125, l’AFP e il PSA vengono misurati quali-quantitativamente e integrati nella ricerca e diagnostica oncologica.
Biomarcatori di suscettibilità, cancro e farmacogenetica
I biomarcatori di suscettibilità giocano un ruolo fondamentale nella comparsa del cancro ambientale (agiscono ad ombrello dall’esposizione alla malattia). Si tratta di fattori genetici preesistenti all’esposizione e da questi indipendenti, ma che possono influenzare la probabilità che la malattia si sviluppi a seguito dell’esposizione.
Alcuni polimorfismi (variazioni di una singola base nel DNA che hanno una frequenza pari o superiore all’1% nella popolazione umana) nei geni che codificano per enzimi coinvolti nei sistemi di detossificazione potrebbero apportare un deficit enzimatico e di conseguenza predisporre al cancro. Se tali sistemi enzimatici rappresentano fattori protettivi per il cancro, la presenza di variazioni genetiche rappresentano dei fattori di rischio per la patologia stessa.
La maggior parte dei casi di cancro deriva da esposizione ambientale e interazione con geni a bassa penetranza (scarsamente correlati con il rischio di insorgenza della manifestazione clinica) e ad elevata frequenza (ampiamente diffusi nella popolazione)
Medicina di precisione e farmacogenetica al supporto del paziente
La Medicina di precisione mira allo sviluppo di nuove terapie analizzando l’individualità del paziente, così come la farmacogenetica. La farmacogenetica, infatti, studia la risposta interindividuale ai farmaci sulla base della propria costituzione genetica.
Nella Medicina personalizzata un sottogruppo di pazienti aventi la stessa patologia non verrà trattato con lo stesso farmaco, bensì con un approccio farmacologico differente.
Lo studio dei polimorfismi è fondamentale. Un deficit negli enzimi coinvolti nel metabolismo di alcuni farmaci potrebbe predisporre ad una certa tossicità.
Ad oggi sono in corso studi di validazione per poter integrare nuovi biomarker nella diagnostica medica, oncologica ed epidemiologica. La farmacogenetica, la farmacogenomica e la medicina di precisione si avvalgono delle moderne tecnologie di sequenziamento per somministrare terapie mirate.
References
https://www.sciencedirect.com/topics/immunology-and-microbiology/molecular- epidemiology#:~:text=Molecular%20epidemiology%20is%20a%20discipline,and%20evolution%20of