Il latte materno non è soltanto una miscela di acqua, grassi, proteine, zuccheri, vitamine e sali minerali. È un fluido biologico complesso, nel quale sono presenti anche numerose molecole in grado di partecipare alla regolazione dei processi cellulari. Tra queste ci sono i microRNA, piccolissime molecole di RNA che possono contribuire a regolare l’attività dei geni. Questi minuscoli regolatori sono studiati da anni nel latte umano e in quello di diverse specie di mammiferi terrestri. Ma cosa succede nei mammiferi marini?
Una prima risposta arriva ora da uno studio pubblicato sulla rivista PLOS One e condotto da un gruppo di ricercatori dell’Università di Padova, dell’Istituto Zooprofilattico Sperimentale del Lazio e della Toscana (IZSLT) e della ASL Roma 4. Il lavoro ha analizzato per la prima volta il repertorio di microRNA nel latte del tursiope (Tursiops truncatus), una delle specie di delfino più studiate.
Il risultato più interessante è che, nonostante i cetacei abbiano seguito una storia evolutiva molto diversa da quella dei mammiferi terrestri e si siano adattati completamente alla vita acquatica, alcune delle famiglie di microRNA più abbondanti nel loro latte sono le stesse già individuate nel latte di numerosi mammiferi terrestri.
Piccole molecole, un ruolo importante
I microRNA, abbreviati in miRNA, sono brevi sequenze di RNA non codificante, generalmente lunghe circa 22 nucleotidi. Non contengono le istruzioni per costruire una proteina, ma possono legarsi agli RNA messaggeri e contribuire a determinarne il destino, modulando così l’espressione di specifici geni.
Sono coinvolti in moltissimi processi biologici, tra cui sviluppo, differenziamento cellulare, risposta immunitaria e metabolismo. Nel latte, inoltre, possono essere presenti all’interno di vescicole extracellulari come gli esosomi oppure associati a proteine e lipoproteine, forme che ne favoriscono la stabilità.
In diverse specie terrestri è stato ipotizzato che alcuni microRNA possano partecipare alla comunicazione tra madre e neonato e contribuire a processi legati allo sviluppo intestinale, alla maturazione del sistema immunitario e al metabolismo. Sono però funzioni ancora oggetto di studio e la loro presenza nel latte non dimostra automaticamente che svolgano le stesse funzioni in tutte le specie.
Tursiope. © xiserge via Pixabay
Cosa è stato trovato nel latte del tursiope
Per analizzare il latte dei delfini, i ricercatori hanno utilizzato un campione ottenuto mettendo insieme 76 prelievi effettuati su due femmine di tursiope, in diverse fasi della lattazione. Dal sequenziamento sono stati identificati 119 microRNA presenti a livelli rilevabili. Il confronto con il genoma del tursiope ha inoltre permesso di individuare 186 famiglie di miRNA conservate, corrispondenti a 354 precursori considerati ad alta affidabilità.
Tra le molecole più abbondanti sono emerse soprattutto le famiglie miR-148, let-7, miR-8 e miR-21, che nel complesso rappresentano oltre il 70% delle letture di miRNA ottenute dal campione.
Ed è qui che emerge la somiglianza con i mammiferi terrestri. La famiglia miR-148, per esempio, è stata già individuata nel latte umano e in quello di bovini, capre, asini e bufali. Anche la famiglia let-7 è stata descritta nel latte di numerose specie, tra cui uomo, bovino, capra, asino, bufalo, maiale e pecora.
Non è però “latte umano in versione delfino”
Il titolo dello studio può essere raccontato in maniera suggestiva, ma è importante capire che cosa è stato realmente dimostrato. I ricercatori hanno trovato una somiglianza qualitativa nel repertorio delle principali famiglie di microRNA. Non hanno dimostrato che il latte dei delfini e quello umano abbiano la stessa composizione, né che i microRNA individuati svolgano necessariamente le medesime funzioni nei due organismi.
Gli stessi autori definiscono il lavoro una prima caratterizzazione esplorativa. L’analisi si basa infatti su un’unica libreria di sequenziamento ottenuta da un campione di latte aggregato e il confronto tra specie è stato effettuato sulla base della letteratura scientifica disponibile, non attraverso un esperimento comparativo standardizzato. Mancano inoltre replicazioni biologiche e una validazione indipendente tramite RT-qPCR.
Il dato interessante, quindi, non è che “il latte del delfino è simile a quello umano”, ma che alcuni dei suoi principali regolatori molecolari appartengono a famiglie evolutivamente conservate nei mammiferi.
Un latte molto particolare
Il tursiope vive in ambiente marino, ma dal punto di vista evolutivo è un mammifero a tutti gli effetti. La sua storia ha però imposto adattamenti profondi anche alla riproduzione e all’allattamento. Il latte dei cetacei è infatti particolarmente ricco di energia rispetto a quello di molti mammiferi terrestri. Studi precedenti sul tursiope hanno evidenziato una quantità relativamente elevata di grassi e proteine, caratteristiche coerenti con le esigenze di un cucciolo che deve crescere in acqua e mantenere una temperatura corporea elevata. La composizione cambia inoltre nel corso della lattazione.
Uno studio sulla composizione del latte del tursiope, per esempio, ha rilevato nei primi giorni di lattazione valori particolarmente elevati di sostanza secca, grassi e proteine, con una successiva tendenza alla diminuzione di questi componenti. Il latte presenta inoltre una quota elevata di acidi grassi insaturi.
La composizione del latte è quindi il risultato di un lungo processo evolutivo adattato alle esigenze del piccolo e alle condizioni dell’ambiente acquatico. Studiare anche i suoi componenti regolatori, come i microRNA, può aiutare a capire quali caratteristiche siano proprie dei cetacei e quali, invece, siano rimaste conservate attraverso l’evoluzione dei mammiferi.
Una ricerca effettuata grazie a 76 piccoli campioni
C’è anche un aspetto metodologico interessante. I campioni sono stati raccolti durante le normali attività veterinarie di controllo della salute e monitoraggio del benessere degli animali.
Le 76 aliquote provenivano da due femmine multipare di tursiope, di età compresa tra 10 e 12 anni, ospitate presso Zoomarine Italia, a Torvaianica, nel Lazio. I campioni sono stati poi riuniti in un unico campione da 50 millilitri, dal quale sono stati estratti 2 millilitri per l’analisi dell’RNA. Gli animali non sono stati sottoposti a procedure aggiuntive per finalità sperimentali. Il sequenziamento ha prodotto 45,6 milioni di letture grezze; dopo i passaggi di filtraggio e controllo della qualità, 1,54 milioni di sequenze della lunghezza compatibile con i microRNA sono state utilizzate per l’analisi.
Un possibile filo evolutivo
La scoperta ha soprattutto un interesse evolutivo. I cetacei discendono da mammiferi terrestri che, nel corso di milioni di anni, sono tornati all’ambiente acquatico. La loro evoluzione ha comportato profonde trasformazioni nell’anatomia, nella fisiologia, nel metabolismo e nella riproduzione.
Eppure, all’interno del latte, alcune delle principali famiglie di microRNA sono rimaste riconoscibili.
Tra quelle più abbondanti nel campione del tursiope, per esempio, miR-148 è associato in altri mammiferi a processi che comprendono il metabolismo dei lipidi e la regolazione della risposta immunitaria, mentre miR-101 è coinvolto in meccanismi legati alla proliferazione cellulare e alla risposta allo stress ossidativo. Ma queste associazioni derivano dagli studi condotti su altri mammiferi: non dimostrano ancora che le stesse funzioni siano operative nel latte del delfino.
È proprio questo uno dei prossimi interrogativi della ricerca: capire se la somiglianza osservata sia soltanto una conservazione evolutiva della presenza di determinate molecole, oppure se rifletta anche una conservazione delle loro funzioni biologiche.
Una prima finestra sulla lattazione dei cetacei
«Questo studio nasce dall’idea di estendere ai mammiferi marini un filone di ricerca che avevamo già sviluppato studiando il latte di diverse specie terrestri», spiega Filippo Cendron, primo autore dello studio e ricercatore al Dipartimento di Agronomia, Animali, Alimenti, Risorse naturali e Ambiente (DAFNAE) dell’Università di Padova. «La possibilità di applicare strumenti genomici a una matrice biologica così particolare ci ha consentito di esplorare un ambito finora pressoché sconosciuto».
Il valore principale del lavoro, secondo il ricercatore, è aver aperto una nuova linea di ricerca e creato una base di conoscenze che potrà essere ampliata per comprendere meglio la biologia della lattazione nei cetacei e la sua evoluzione nei mammiferi.
Per Umberto Rosani, corresponding author e ricercatore al Dipartimento di Biologia dell’Università di Padova, la collaborazione tra veterinari e ricercatori ha permesso di ottenere la prima caratterizzazione di questi RNA nel latte di un mammifero marino. Rimangono però ancora molti aspetti da chiarire, compresa la possibilità che le somiglianze osservate corrispondano effettivamente a funzioni biologiche conservate.
Il prossimo passo sarà quindi allargare il campione: analizzare più femmine, diverse fasi della lattazione e, idealmente, altre specie di cetacei. Solo con queste informazioni sarà possibile capire quanto del patrimonio molecolare osservato nel latte del tursiope rappresenti una caratteristica propria della specie e quanto, invece, sia una traccia di un meccanismo rimasto conservato nei mammiferi durante milioni di anni di evoluzione.
Se non vuoi perderti i prossimi articoli, iscriviti alla newsletter.
riproduzione consentita con link a originale e citazione fonte: rivistanatura.com
