Mutagenesi nella popolazione umana

Uno degli scopi principali dello studio della mutagenesi è la tutela della salute dell'uomo: quindi bisogna capire come gli agenti mutageni agiscono sulla popolazione, e quanto l'uomo è sensibile ad essi.

La sensibilità di una popolazione è rappresentabile con una distribuzione gaussiana

Come è facilmente intuibile, non tutti gli individui sono ugualmente sensibili, ma ci saranno individui più o meno sensibili, e la sensibilità varia anche a seconda del particolare agente mutageno. Normalmente si può pensare che la sensibilità degli individui di una popolazione sia rappresentabile con una distribuzione di Gauss: la maggior parte della popolazione ha una sensibilità vicina alla media, mentre pochi individui sono particolarmente ipersensibili (o particolarmente resistenti).

Per questo motivo, quando si stabilisce un limite di tollerabilità per un certo agente mutageno, questo limite non tutelerà mai il 100% della popolazione, ma a seconda della sua distanza dalla sensibilità media sarà efficace per una certa percentuale della popolazione. In particolare, la distribuzione di Gauss è caratterizzata da una media μ e da una deviazione standard σ; scegliendo come limite di tollerabilità il valore medio di sensibilità, si tutelerà solo il 50% della popolazione, abbassando il limite di σ la percentuale sale al 84%, abbassandolo di 2σ arriva al 98%. Abbassarlo ancora avrebbe poco effetto, come si vede dalla figura.

Inoltre, non sempre la distribuzione corrisponde ad una curva di Gauss: in alcune popolazioni la percentuale di individui ipersensibili è maggiore. Per avere una conoscenza più approfondita della sensibilità della popolazione, si può ricorrere alla ricerca dei biomarcatori.

Biomarcatori

I biomarcatori sono indizi, riscontrabili nell'organismo umano, della sensibilità o dell'esposizione agli agenti mutageni.

Per capire quali sono gli indizi utili, bisogna pensare al percorso degli agenti mutageni nell'organismo:

1. una volta entrati nell'organismo, questi si accumulano nei tessuti, o vengono parzialmente metabolizzati (e un primo indizio può essere la loro presenza nei tessuti, o nelle urine);
2. a contatto con il DNA o le proteine agiscono, provocando rotture o addotti (e anche questi sono biomarcatori utili);
3. se questi danni non vengono riparati, si producono effetti su tutta la cellula, evidenziabili con test dei micronuclei o simili (altri biomarcatori);
4. infine, un grande numero di mutazioni può portare a malattie (come tumori): i biomarcatori più evidenti dell'azione di agenti mutageni.

Nei primi due casi, si tratta di biomarcatori di esposizione: la loro presenza indica l'esposizone all'agente mutageno, non necessariamente il suo effetto; i biomarcatori successivi, invece, sono biomarcatori di effetto: indicano gli effetti dell'agente mutageno, con minori indicazioni sulla sua concentrazione.

Esiste un terzo tipo di biomarcatori, i biomarcatori di sensibilità. Si tratta dei geni che regolano l'iter degli agenti mutageni nell'uomo:

• i geni che regolano il metabolismo delle sostanze mutagene (geni che codificano enzimi efficaci per la neutralizzazione delle sostanze garantiscono all'individuo resistenza, al contrario geni che condificano enzimi inefficaci rendono l'individuo sensibile);
• i geni di protezione del DNA, anche questi, a seconda della loro efficacia, modificano la sensibilità;
• i geni di immunocompetenza, infine, che determinano la capacità dell'organismo di reagire a malattie (in questo caso causate da mutazioni).

Soprattutto questo terzo tipo di biomarcatori è importante per determinare la sensibilità di una popolazione o di parti di popolazione all'esposizione di un agente mutageno.