Salute, caldo e smartphone di notte hacker dei nostri processi biologici

Oltre il Dna, c'è di più. L'impronta dei fattori ambientali sull'organismo e i risvolti sulla medicina. Carelli (Centro ricerca UniBo): "Su quella del futuro saranno sempre più centrali personalizzazione e comprensione delle differenze individuali"

La salute non dipende solo dal Dna. Fattori ambientali, climatici e comportamentali - dalle ondate di calore all’inquinamento urbano, fino all’esposizione serale prolungata a schermi e luce artificiale - interagiscono con la predisposizione genetica, influenzando i processi biologici dell’organismo lungo tutto l’arco della vita. È l'esposoma, l’impronta dell’ambiente sulla nostra salute. Vale dire, appunto, la somma delle esposizioni ambientali che accompagnano l’individuo dalla vita in utero alla morte, e che, in interazione con il patrimonio genetico, determinano le traiettorie di salute e malattia.
Se ne è parlato all'"Exposome Research: Finding Solutions for a Healthy Planet", promossa dall’Alma mater institute on healthy planet, centro di ricerca strategico interdisciplinare dell’Università di Bologna,  con esperte ed esperti internazionali per discutere un nuovo paradigma della ricerca medica.

LA LUCE ARTIFICIALE E L'INFLUENZA SU SONNO E METABOLISMO
Tra le esposizioni emergenti assume crescente rilevanza la luce artificiale nelle ore serali e notturne, sempre più diffusa nei contesti urbani e digitali. “La luce è uno dei principali sincronizzatori dei ritmi biologici. L’esposizione notturna può interferire con i ritmi circadiani, influenzando sonno, metabolismo e regolazione ormonale – sottolinea Valerio Carelli, direttore del Centro e professore di Genetica medica all’Università di Bologna -. Per milioni di anni i nostri ritmi umani si sono sincronizzati con l’alternanza naturale tra luce e buio. Oggi schermi e illuminazione artificiale modificano questo equilibrio, con effetti sulla vulnerabilità a diverse patologie nel lungo periodo”.
Accanto alla luce, le ondate di calore rappresentano un ulteriore fattore di stress ambientale, con impatti rilevanti sulle fasce fragili della popolazione, come anziani e bambini.

L'IMPATTO SU MEDICINA E RICERCA
Tutti fattori che inevitabilmente comportano un cambio di paradigma in medicina. "La salute si costruisce nell’interazione continua con l’ambiente - spiega Carelli, - Si supera quindi il modello ‘uno a uno’ tra causa e malattia: è necessario osservare l’organismo nel tempo, integrando dati genetici, ambientali e clinici raccolti longitudinalmente”.
La ricerca si sposta così da studi trasversali che fotografano grandi coorti di pazienti in un unico momento a monitoraggi ripetuti nel tempo. “Più che osservare 500 persone una sola volta, bisogna osservare meno individui ma numerose volte lungo la loro vita. È nella dinamica delle esposizioni e delle risposte biologiche che si comprende l’insorgenza delle malattie”.

VINCE L'APPROCCIO INTEGRATO
Ne deriva che il modello tradizionale, centrato sui singoli organi, inoltre, lascia spazio a un approccio integrato: “Gli organi dialogano tra loro: segnali provenienti da un distretto del corpo possono fornire informazioni su altri sistemi” - continua Carelli.
Intelligenza Artificiale e modelli biologici avanzati.

IL RUOLO DELL'IA
La crescente complessità dei dati disponibili rende centrale il ruolo dell’IA, utilizzata per analizzare informazioni multi-livello e identificare correlazioni non evidenti con approcci tradizionali. Parallelamente, la ricerca sviluppa modelli sperimentali avanzati come gli organoidi, mini-strutture cellulari derivate dai pazienti che consentono di studiare in vitro processi patologici e risposte a stimoli ambientali e farmacologici. “Nei laboratori del Centro possiamo ricreare piccoli organi e utilizzarli per simulare l’impatto delle esposizioni ambientali - spiega il professore - Questo apre nuove prospettive per la comprensione dei meccanismi delle malattie e per la medicina personalizzata”.

I PROGETTI EUROPEI
Sono diversi i diversi progetti europei che integrano medicina, ambiente e scienze urbane. Ad esempio, i primi risultati del progetto "eMotional Cities" mostrano come modificando alcuni elementi dell’esperienza visiva di una semplice passeggiata in ambiente urbano si possa influenzare l’attività cerebrale, impattando emozioni e cognizione. Il progetto propone quindi un modello integrato di investigazione che lega neuroscienze e scienze urbanistiche. I risultati sono complementari all’esperienza del progetto "Englightenme", coordinato dall'Università di Bologna, dedicato all'impatto della luce sui contesti urbani, che ha sperimentato soluzioni per l’illuminazione urbana orientate al benessere, anche attraverso la co-progettazione degli spazi pubblici partecipata dai cittadini. Ci sono poi i progetti "Catalyse" e "Trigger" che evidenziano come sia possibile prevedere e mitigare gli effetti degli eventi climatici estremi, rendendo il sistema sanitario più resiliente di fronte a queste emergenze ricorrenti.
I risultati del progetto "Orchestra" illustrano bene, invece, il paradigma dell’esposoma. Lo studio della genetica, o meglio delle genetiche – il Dna nucleare umano, il Dna mitocondriale umano e il metagenoma dei microrganismi che ci abitano (microbioma) - può spiegare buona parte della variabile severità con cui un’infezione virale come quella del Covid-19 ha colpito gli umani: da un’infezione asintomatica, a quella assimilabile ad una leggera influenza, fino a quella severa con ospedalizzazione ed eventualmente decesso.

IL PESO DELLE ESPOSIZIONI AMBIENTALI SULL'ONCOLOGIA
Capitolo a parte per l’oncologia, ambito nel quale il ruolo dell’esposoma è ormai consolidato. Da un lato, la capacità di certi sistemi sanitari - come l’esempio francese - di permettere una analisi epidemiologica di lungo corso risulta indispensabile per valutare l’impatto dell’esposoma sulla salute. Dall’altro, la ricerca più avanzata nell’ambito dei microRna valutati longitudinalmente nelle feci come biomarcatori sia dei diversi tipi tumorali sia della loro evoluzione e stadiazione ha una possibile applicazione nella stratificazione dei pazienti.
Non c'è dubbio, insomma, che la medicina dell’esposoma rappresenta quindi un’evoluzione nel modo di interpretare la salute umana: non più solo genetica o solo ambiente, ma un sistema dinamico di interazioni nel tempo. “Non esiste una soluzione valida per tutti: la personalizzazione e la comprensione delle differenze individuali saranno sempre più centrali nella medicina del futuro -tira le somme Carelli -. Investire nella ricerca significa investire in tecnologia, innovazione e capacità di affrontare le sfide sanitarie e ambientali dei prossimi decenni”. 

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