L'inseminazione microbica di una
generazione, quali effetti ha
sulle generazioni future?

Cosa vuol dire transgenerazionale?

Se un bambino nasce per via vaginale, il suo microbioma intestinale ricorderà quello della madre. I due microbiomi non saranno identici, per via di tutti gli altri microbioti a cui il neonato viene esposto durante il parto; si somiglieranno però moltissimo. Questo vuol dire che un bambino nato per via naturale ha molti degli stessi ceppi microbici materni, in quanto la madre glieli ha passati direttamente.

In altre parole: un bambino nato per via vaginale ha quasi la stessa impronta microbica della madre.

È, questo, un aspetto transgenerazionale del microbioma umano di importanza critica – è transgenerazionale perché i microbi passano da una generazione all’altra, e così via. Come dice Dominguez Bello: “è come un’eredità materna.”

Se una madre passa alla figlia i suoi microbi intestinali durante una nascita vaginale, la figlia (se avrà a sua volta dei figli partoriti per via vaginale), passerà la sua impronta microbica ai propri bambini. In altre parole, se tutte le generazioni nascessero per via vaginale, i nipoti avrebbero lo stesso tipo di microbi della loro nonna materna, e così via a ritroso attraverso la linea ereditaria femminile, fino alle radici ultime dell’albero genealogico familiare. La chiave di questa incredibile discendenza materna è che ogni neonato passi attraverso il canale del parto e riceva, così, un “inoculo” di microbi vaginali; è poi probabile che ciascun bambino entri anche in contatto con la materia fecale materna, venendo quindi esposto anche a quelli gastrointestinali materni.

Rodney Dietert afferma:

Sappiamo che l’intestino del neonato riflette con precisione i microbi che si trovano nell’intestino materno. Questi vengono trasmessi, proprio come si trasmettono i cromosomi.

E i bambini nati con cesareo?

Poiché durante il cesareo il bambino è tirato via dal grembo e arriva direttamente a contatto con l’aria della sala operatoria, anziché passare per la vagina, le possibilità di acquisire i microbi vaginali o intestinali materni si riducono in modo drastico (e, nel caso di un cesareo d’elezione sono potenzialmente inesistenti; si vedano le pag. 89-91). Poiché un cesareo significa che i microbi ambientali colonizzano l’intestino del neonato, il bambino potrebbe iniziare la propria vita con una serie diversa di batteri rispetto alla madre. In altre parole, la madre e il bambino avranno un’impronta microbica diversa e la catena del lignaggio microbico si interromperà.

Se una bambina nata con cesareo avrà a sua volta dei figli, anche se li partorirà per via vaginale, quei bambini avranno un microbioma intestinale con specie batteriche diverse da quelle della loro nonna materna – e così via, indietro nel tempo.

Se qualcuna delle specie batteriche che mancano dall’eredità materna sono “specie chiave”, così come descritto da Martin Blaser (si veda pag. 41), la mancanza di quelle specie rischia di persistere attraverso le generazioni future. Questo vuol dire che, a meno che il bambino non riesca ad acquisire quelle potenti specie chiave di microbi da qualche altra fonte, le future generazioni potrebbero essere più suscettibili alle malattie. Un cesareo in un membro della famiglia, pertanto, potrebbe avere serie conseguenze per la salute delle generazioni future di quella famiglia.

Cosa avremmo potuto fare di diverso?

In qualità di genitori di una bambina nata con cesareo, (per quanto cesareo di emergenza), viviamo con la scomoda realtà che il microbioma intestinale di nostra figlia potrebbe essere di per sé diverso da quello di sua madre, di sua nonna e della sua bisnonna in linea materna.

Forse nessuno avrebbe potuto fare nulla di diverso da un punto di vista medico, tuttavia è certo che se avessimo saputo allora del processo di inseminazione microbica, avremmo scelto di implementare alcune procedure nel momento dell’urgente venuta al mondo di nostra figlia. Lo avremmo fatto se solo avessimo saputo che è possibile per la madre avere un contatto pelle a pelle con il neonato in sala operatoria, a pochi minuti dalla nascita; o se solo avessimo saputo che persino una piccola quantità di latte formulato avrebbe potuto interferire con la maturazione microbica; e ancora, se solo avessimo saputo della tecnica di inseminazione a tampone della dottoressa Dominguez Bello per ripristinare parzialmente il microbioma di un bambino nato con il cesareo.

Ovviamente, viene per prima la vita della madre e del bambino. Chi può dire se, nella nostra situazione di emergenza, ci saremmo ricordati del piano di inseminazione microbica del neonato con i microbi vaginali e intestinali materni? Ma se avessimo avuto allora la consapevolezza che abbiamo ora, e se ne avessimo avuto la possibilità, avremmo fatto qualsiasi cosa in nostro potere per assicurarci che i microbi vaginali e intestinali di Toni inseminassero il microbioma intestinale di nostra figlia.

Se il microbioma di Toni fosse stato analizzato durante la gravidanza, se non fosse sorta alcuna preoccupazione sulla salute del suo microbioma vaginale, e se non ci fossero state garze sterili a portata di mano, forse avremmo persino osato “un’inseminazione a tampone fai-da-te” del microbioma di nostra figlia, seduta stante, sul tavolo operatorio, subito dopo la fine dell’intervento. Ossia avremmo potuto prelevare un po’ di fluidi vaginali e strofinarli sulla bocca, sulla faccia e sul corpo di nostra figlia, non appena fosse fattibile una volta fuori dall’utero. Forse avremmo anche potuto fare lo stesso con della materia fecale. Sapendo quello che sappiamo oggi, lo avremmo fatto? Con ogni probabilità sì.

Cos’è l’epigenetica?

Finora abbiamo parlato della nozione abbastanza chiara e semplice dell’eredità microbica per linea materna. L’epigenetica è dove la faccenda di questa eredità si complica. Affronteremo, quindi, un altro effetto microscopico che potrebbe avvenire durante la nascita.

Detta con parole semplici, l’epigenetica riguarda l’attivazione o meno dei nostri geni, custodi dei nostri tratti e del nostro aspetto, delle nostre tendenze, caratteristiche, preferenze e idiosincrasie, nonché della nostra predisposizione a certe malattie genetiche – e di ogni altro aspetto della nostra unicità. Ereditiamo i nostri geni nei cromosomi che riceviamo dai nostri genitori. Secondo il sito del Museo di Scienze Britannico, nasciamo con circa 24.000 geni:

Pochi di più di quelli che possiede uno scimpanzé o un topo, ma nulla di spettacolare².

Inoltre, nel corso della vita, i nostri circa 24.000 geni originari non cambiano mai. Nasciamo con gli stessi geni con i quali moriremo. Neppure la nostra struttura genetica si modifica. L’espressione dei nostri geni, invece, cambia nel corso della vita.

Immaginate che ogni persona nasca con migliaia di interruttori interni che possano essere accesi o spenti. Qualcosa potrebbe indurre l’accensione di un interruttore, mentre un altro resta spento – per migliaia e migliaia di volte, ancora e ancora. È proprio ciò che accade ai nostri geni – un grande immaginario dito epigenetico arriva e preme l’interruttore accendendoli o spegnendoli, molti al contempo. Gli scienziati dicono che quando un gene viene “acceso”, quel gene è “espresso”; quando resta spento, il gene “non è espresso”.

Cos’è che causa l’espressione genica, ossia l’accensione o lo spegnimento dell’interruttore genico? Cause scatenanti ambientali che spaziano dall’esposizione agli inquinanti chimici, ai cambiamenti nella dieta e nello stile di vita; persino i cambiamenti climatici e altri stressogeni esterni possono, secondo quanto riportato da un articolo pubblicato su “Nature Review Genetics”,

avere davvero effetti di lunga durata sullo sviluppo, il metabolismo e la salute, che si ripercuotono talvolta persino sulle generazioni successive.³

Quando si dice che qualcuno ha una “predisposizione genetica” verso qualcosa, si intende che abbia ereditato un potenziale tratto attraverso la sua linea di sangue (magari una predisposizione a una particolare malattia o comportamento genetico), ma questo non vuol dire che per forza di cose quel gene verrà espresso in quell’individuo – l’espressione del gene potrebbe dipendere dall’esposizione a particolari fattori scatenanti. Questi processi scatenanti sono il campo dell’epigenetica.

Jacquelyn Taylor, docente associata all’Università di Yale e assistente decana per la diversità e l’inclusione, ha un altro modo di spiegare l’epigenetica: 

Sappiamo che molte malattie sono ereditarie in natura e vengono trasmesse dai genitori. Se i vostri genitori hanno un fattore di rischio per una specifica malattia, potreste avere quello stesso fattore di rischio in base a cosa vi è stato trasmesso da quel genitore. Quando si parla di epigenetica, però, non ci si riferisce ai cambiamenti di quel particolare gene, bensì ai mutamenti ‘oltre il genoma’, e capaci di indurre l’espressione di quel gene in un modo diverso.

Per esempio, potreste aver ereditato una mutazione genetica associata allo sviluppo di una certa malattia. Per mutazione si intende un’alterazione nella sequenza del DNA che replica un gene che per la maggior parte delle altre persone è diverso. Questo non significa che la malattia si svilupperà con certezza a un certo punto della vita, ma che si è più “predisposti” a quella malattia da un punto di vista genetico, rispetto a chi non ha quella mutazione genica. Il fatto che si sviluppi oppure no quella malattia potrebbe dipendere essenzialmente dalla presenza o assenza di cause scatenanti che costringono la mutazione genetica ad esprimersi. Ricordate che le cause scatenenati sono di solito ambientali – esterne a noi. Qualcosa attorno a voi potrebbe determinare se svilupperete o meno quella particolare patologia⁴.

Prendete una serie di gemelli identici; hanno esattamente lo stesso genoma, il che significa che la loro dotazione di 24.000 geni o giù di lì è in tutto e per tutto identica fra le coppie. Ciò nonostante, un gemello potrebbe col tempo sviluppare una certa malattia cronica (per esempio depressione, diabete o carcinoma mammario), mentre l’altro gemello no. Secondo il professor Tim Spector, capo del Twin Research (dipartimento di ricerca sui gemelli) del King’s College di Londra,

In ciascun caso abbiamo trovato geni che sono espressi in un gemello e non espressi nell’altro. Questo spesso determina se avranno o no una probabilità di contrarre una malattia⁵.

E dunque, un fattore ambientale scatenante potrebbe attivare il gene del diabete, della depressione o del tumore al seno in un gemello, ma il secondo gemello potrebbe non essere mai stato esposto a quello stesso fattore scatenante, o magari essere stato esposto in modo diverso, nel qual caso il gene della malattia potrebbe non attivarsi mai.

Negli esperimenti con i topi portatori del gene agouti (un gene che li rende molto sensibili ai cambiamenti epigenetici), i gemelli identici con geni identici possono apparire molto diversi per colore e dimensione. Topi gemelli per i quali il gene agouti è stato attivato crescono obesi e di colore giallo-biondo, mentre il gemello corrispondente, dove il gene agouti non si è espresso, da adulto è marrone e sano. Il dottor David M. J. Duhl, nel 1994, pubblicò uno studio in “Nature Genetics” che mostrava come i topi potessero essere “geneticamente identici ed epigeneticamente differenti”⁶.

Qualcosa nell’ambiente dei topi giallognoli e obesi innescava l’attivazione del gene. Un successivo articolo in “Nature Education” discuteva nel 2008 la rilevanza di questa ricerca a livello più ampio, includendo i possibili fattori scatenanti per l’attivazione del gene agouti nei topi dell’esperimento. Uno dei fattori scatenanti sospetti era il bisfenolo A, un composto chimico comune nella plastica delle bottiglie⁷.

Cosa c’entra tutto questo con la nascita? Ecco, gli scienziati stanno ora iniziando a chiedersi se la nascita stessa possa o non possa essere uno dei fattori ambientali scatenanti che determinano l’attivazione o lo spegnimento di alcuni geni.

Quali sono le prove scientifiche per le mutazioni epigenetiche alla nascita?

È probabile che mentre il feto si sviluppa nella sicurezza del grembo materno, certi geni collegati alla vita nel mondo esterno restino disattivati. In seguito, quando il bambino nasce per via vaginale, gli stress e le pressioni naturali del viaggio attraverso il canale del parto, soprattutto nel momento in cui il bambino è schiacciato attraverso la pelvi materna, potrebbero rivelarsi dei determinanti fattori ambientali scatenanti, in grado di attivare geni di cui il neonato ha bisogno per una vita sana fuori dall’utero. La cascata di ormoni che la madre rilascia durante una nascita naturale, o persino il rilascio da parte dello stesso bambino degli ormoni dello stress, potrebbero essere altri fattori scatenanti dell’espressione genica.

Con la nascita vaginale, il processo del travaglio e del parto fisiologico potrebbe essere il segnale che, dopo nove lunghi mesi di attesa, i geni associati alla vita fuori dal grembo hanno bisogno urgente di essere attivati. Potremmo speculare (serve ancora moltissima ricerca per giungere a qualsivoglia certezza) sul fatto che i geni espressi attraverso la nascita vaginale siano associati al sistema metabolico o immunitario del neonato. Allo stesso tempo, i geni di cui il bambino si è servito fino a quel momento per sopravvivere in utero si disattiverebbero. Potremmo anche speculare sul fatto che i geni che alla nascita abbiano bisogno urgente di non essere espressi siano quelli associati alla dipendenza dal sistema metabolico e immunitario materno, o forse tutti quelli associati alla placenta o al cordone ombelicale. Per esempio, geni associati al ricevimento di ossigeno e di nutrienti attraverso il cordone potrebbero avere bisogno urgente di essere disattivati per il bene della salute a lungo termine del bambino. Non lo sappiamo, ma possiamo speculare.

Fra gli altri, i membri del gruppo di ricerca internazionale dell’Epigenetic Impact In Childbirth (EPIIC) (Impatto epigenetico alla nascita), sono attualmente al lavoro per vagliare l’ipotesi che la nascita sia un evento epigenetico^8,9. Secondo una delle fondatrici di EPIIC, la professoressa Hannah Dahlen,

La nascita dev’essere uno degli eventi più cataclismatici nella vita dell’uomo. Non esiste nessun altro evento che sia così finemente orchestrato, che coinvolga così tanti ormoni, che sia così fondamentale nel passaggio dall’essere una creatura e diventarne un’altra; al punto che non si può osservare la nascita senza dire: ‘Questo evento è potenzialmente davvero importante per forgiare la nostra identità genetica’.

In che modo il cesareo influisce sull’epigenetica?

Come abbiamo già detto, esiste una grossa differenza fra un cesareo con travaglio e uno senza. Se una madre si trova in travaglio attivo prima di subire un cesareo, il bambino potrebbe aver sperimentato alcune delle sensazioni fisiche e dei rilasci ormonali associati alla nascita vaginale. Questo, a sua volta, potrebbe aver scatenato alcuni o tutti i mutamenti epigenetici che sarebbero avvenuti se il bambino fosse nato per via vaginale.

Se, invece, il cesareo viene praticato prima che la madre sia in travaglio attivo, o se si tratta di un cesareo d’elezione, è probabile che il bambino non abbia vissuto lo stress fisico di essere schiacciato attraverso la pelvi materna, né le influenze ormonali e dello stress tipici di una nascita naturale. In sostanza, il bambino potrebbe non essere affatto pronto a nascere, da un punto di vista fisico o psicologico.

Immaginate quando la sveglia suona al mattino, segnalando che è il momento di alzarsi e procedere in accordo con la nostra solita, rilassata e ben organizzata routine quotidiana. La sveglia è come gli ormoni e gli stress della nascita vaginale – predispone alla giornata, proprio come gli ormoni e tutto il resto predispongono il bambino alla vita. Se la sveglia non suonasse, potremmo continuare a dormire. Quando finalmente ci svegliassimo, questo accadrebbe con ogni probabilità con un sussulto, saremmo forse intontiti e confusi, e un po’ agitati. La sequenza degli eventi è completamente diversa da quella del risveglio con la sveglia. Il risultato, in funzione del modo in cui si inizia la giornata, è cambiato e forse la sua influenza sarà persistente durante il resto della giornata. In modo analogo, il bambino nato con cesareo senza travaglio non ha nessuna sveglia che gli dica che è ora di svegliarsi e affacciarsi al mondo esterno. Invece, la sequenza inaspettata degli eventi alla nascita potrebbe con ogni probabilità causargli confusione e stress – e cambiare del tutto la sequenza della sua espressione genica, magari portando a un esito diverso nel corso della vita.

Siamo ancora proprio agli inizi della conoscenza che riguarda l’esatta relazione fra una nascita vaginale e l’epigenetica, e, di certo, anche la relazione fra cesareo ed epigenetica. Tuttavia, è una possibilità molto reale quella che una nascita chirurgica possa interferire con certi processi epigenetici. Il risultato potrebbe essere che i giusti geni non si esprimano al momento opportuno, mentre altri non vengano “spenti” quando è previsto che ciò avvenga. Questa interruzione nei naturali processi epigenetici potrebbe interferire con il funzionamento ottimale del corpo umano, arrecando potenziali gravi conseguenze alla salute futura del neonato e della sua discendenza.

Cosa ci dice davvero la ricerca epigenetica a proposito della nascita?

Per quanto vi siano alcuni studi che hanno osservato i cambiamenti epigenetici durante la gravidanza, e altri che si sono concentrati sulle trasformazioni epigenetiche nel post partum, sono molto poche le ricerche a lungo termine che hanno vagliato i potenziali mutamenti epigenetici che avvengono durante la nascita stessa.

Jacquelin Taylor, professoressa associata all’Università di Yale, è anche membro del gruppo di ricerca EPIIC, e ritiene che ci sia una spiegazione molto semplice per questa mancanza di studi:

Credo che l’epigenetica sia semplicemente un’area di ricerca molto nuova per il periodo perinatale. In realtà, molti studi sono stati condotti sulla popolazione adulta, e il mio laboratorio sta in questo momento analizzando i mutamenti epigenetici della primissima infanzia, in bambini fino a tre anni d’età. Tuttavia, ritengo che il breve periodo di tempo sul quale ci stiamo concentrando qui, dal travaglio al parto, sia stato trascurato.

Dagli studi a disposizione, secondo la professoressa Hannah Dahlen,

Esistono un paio di ricerche che hanno dimostrato l’esistenza di metilazioni, vale a dire mutamenti rilevabili geneticamente, causate dal cesareo. Quello che si è visto è che il taglio cesareo avrebbe la capacità di silenziare geni o parte dei geni che sono davvero importanti per il sistema immunitario.

Una possibile interpretazione è che la modalità del parto influenzi la condizione epigenetica delle cellule staminali ematopoietiche del neonato. Vista la rilevanza funzionale indicata, le nostre scoperte potrebbero avere importanti implicazioni per la salute e le malattie della vita futura.

Se gli interventi comuni alla nascita causano davvero mutamenti epigenetici, e se questi cambiamenti sono collegati a certe patologie future, la speranza è che i ricercatori possano riuscire a identificare in modo corretto quali interventi medici siano associati a particolari mutamenti epigenetici. Se ci riuscissero, potrebbero aprire la strada ad altri ricercatori per scoprire in che modo prevenire o trattare queste patologie in futuro.

Afferma la Taylor

Ci aspettiamo di trovare – è questa l’ipotesi – mutamenti a carico dell’epigenoma durante il processo della nascita. Se abbiamo ragione e siamo in grado di identificare queste trasformazioni, questo può rappresentare un punto di partenza fondamentale per migliorare gli esiti sulla salute attraverso interventi personalizzati

e aggiunge, 

ritengo che le conseguenze per il genere umano siano la speranza di ridurre il rischio di sviluppare malattie croniche comuni sul lungo periodo, come l’asma, il diabete e l’ipertensione.”

Quali sono gli effetti transgenerazionali degli eventi epigenetici nell’infanzia?

Alcuni mutamenti epigenetici sono temporanei, altri permanenti. Le trasformazioni permanenti sono quelle che destano maggiore preoccupazione, perché alcune di esse potrebbero essere trasmesse persino alla generazione successiva. Questo significa che, potenzialmente, gli effetti epigenetici collegati a una singola nascita possono essere multigenerazionali.

Per spiegarlo in modo diverso, la tendenza di un certo gene ad esprimersi o meno può essere trasmessa alla generazione seguente. Secondo Hannah Dahlen,

I cambiamenti epigenetici che silenziano parte dei nostri geni possono essere poi trasmessi alla generazione seguente, e questo vuol dire che l’intero processo della nascita ha un impatto potenziale sulla capacità di rimodellamento genetico per le generazioni future.

Per usare ancora altre parole, un mutamento epigenetico durante la nascita potrebbe essere in relazione a effetti positivi futuri sulla salute – per esempio l’espressione di un gene associato a buona salute. Oppure potrebbe essere correlato a un esito negativo più tardi nella vita – per esempio l’espressione di un gene associato allo sviluppo di una particolare malattia. Che siano positivi o negativi, questi cambiamenti epigenetici potrebbero essere trasmessi alla generazione successiva.

Finora gran parte della ricerca sugli effetti transgenerazionali degli eventi epigenetici è stata condotta su animali – e non tutte le specie animali si comportano nello stesso modo. Soprattutto gli esseri umani sono una specie unica, perciò dobbiamo considerare le scoperte sugli animali con una certa cautela. Ciò nonostante, esistono prove crescenti a sostegno dell’ipotesi che le trasformazioni epigenetiche vengano trasmesse alle generazioni successive. Dice Hannah Dahlen

Sappiamo che se nostra nonna fumava, esistono cambiamenti che si possono osservare nelle bambine due generazioni dopo. Sappiamo con assoluta certezza che questi cambiamenti epigenetici possono andare avanti ed essere intergenerazionali.

Studi recenti indicano che i mutamenti epigenetici potrebbero avere un effetto a catena multi-generazionale, ossia sono in grado di fare la propria comparsa nella composizione genetica dei discendenti nel corso di molte generazioni, persino secoli dopo. Secondo Dietert

Gli effetti durante la gravidanza possono estendersi non solo al bambino che nascerà, ma alla sua stessa prole, ai nipoti. Alcune prove suggeriscono che possa interessare anche le generazioni successive, pertanto siamo in presenza di un effetto minimo di un centinaio d’anni in termini di rischio per la salute.

Questo vuol dire che i cambiamenti epigenetici nel corso dell’infanzia potrebbero avere un impatto sulla salute di persone lontane nel tempo futuro anche cento anni e più. In altre parole, quello che accade durante una singola nascita oggi, potrebbe influenzare la salute dei bisnipoti di quel neonato, e magari persino dei trisnipoti.

L’ultima parola sulle conseguenze della ricerca epigenetica in merito alla nascita vanno alla dottoressa Jacqueline Taylor:

Prima riusciamo a identificare quali cambiamenti epigenetici stiano avvenendo, e se esistono davvero dei rischi per la salute che si trasmettono alla linea della discendenza, prima possiamo sperare di avere un impatto significativo sulla salute di tutto il genere umano.

Abbiamo semplicemente bisogno di ulteriori ricerche.

Ecco un riassunto degli argomenti principali discussi in questo capitolo:

1. Il profilo microbico di un neonato partorito per via vaginale somiglia a quello della madre. Una madre trasmette la sua serie unica di microbi alla generazione successiva, se ha un parto vaginale.
2. Un cesareo potenzialmente interrompe la catena del “lignaggio materno” – è quasi certo che la madre non trasmetterà una serie completa del suo microbioma unico al figlio. Il che potrebbe voler dire che il figlio non erediterà certe specie “chiave” di batteri, utili nella protezione dalle malattie.
3. L’epigenetica è lo studio dei fattori scatenanti che attivano o inibiscono un gene. Il fatto che un gene si esprima (venga attivato) o no potrebbe dipendere da influenze ambientali – qualcosa al di fuori di noi potrebbe “accendere” o “spegnere” un gene, come se fosse un interruttore.
4. Gli scienziati ipotizzano che i processi fisiologici associati alla nascita naturale possano essi stessi essere dei particolari fattori scatenanti, ideati per esprimere o silenziare determinati geni. Un cesareo espone a un processo fisiologico del tutto diverso, forse interferendo con l’espressione o meno di certi geni. Questa cosa potrebbe essere essa stessa causa di conseguenze a lungo termine per la salute del neonato.
5. L’epigenetica ha anche un potenziale effetto transgenerazionale – il che vuol dire che ogni cambiamento epigenetico durante la nascita potrebbe essere trasmesso alle future generazioni.