Lo psicologo dello sviluppo affascinato dai biomarcatori
Laurel Raffington utilizza biomarcatori epigenetici per misurare l'impatto a lungo termine degli interventi sull'infanzia.
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Laurel Raffington studia come l'ambiente in cui i bambini crescono si imprima nella loro biologia e possa influenzare il loro sviluppo futuro. Sta cercando metodi per misurare le traiettorie di vita in risposta agli interventi attuati quando i bambini sono ancora piccoli. Annie Brookman-Byrne approfondisce l'argomento.
Annie Brookman-Byrne: Qual è il focus della tua ricerca?
Laurel Raffington: Influenze genetiche interagire con gli ambienti della prima infanzia per influenzare le traiettorie della vita. Voglio capire come tale interazione nell'infanzia porti a risultati successivi in ambito educativo e sanitario. Possono volerci decenni prima che gli impatti ambientali sulla biologia si manifestino. Ad esempio, l'impatto sulla salute di un infanzia in povertà may not be apparent until later life , when aging-related diseases start appearing.
Mi incuriosisce capire se sia possibile iniziare a misurare i fattori predittivi di questi impatti futuri già quando i bambini sono piccoli. Invece di aspettare decenni perché gli effetti diventino visibili, potremmo utilizzare i biomarcatori per identificare le influenze a lungo termine mentre stiamo attuando un intervento?
"L'impatto di un'infanzia trascorsa in povertà sulla salute potrebbe non manifestarsi fino all'età adulta."
ABB: Cosa sono i biomarcatori?
LR: I biomarcatori sono misure di uno stato biologico che sono rilevanti per la salute o possono essere utilizzati per monitorare gli effetti di un trattamento. Ad esempio, alcuni biomarcatori genetici basati sul DNA sono correlati al rischio che un bambino abbia difficoltà di apprendimento, come sindrome da deficit di attenzione e iperattivitàQuesti biomarcatori non cambiano in risposta a un intervento o nel corso dello sviluppo, perché i nostri geni non cambiano. Tuttavia, il modo in cui i geni vengono espressi cambia in risposta all'ambiente e con l'avanzare dell'età. È qui che entrano in gioco i biomarcatori epigenetici.
L'epigenetica controlla l'interazione tra geni e ambiente. Permette inoltre che lo stesso DNA venga utilizzato in modo differente in cellule diverse, inviando messaggi come "Sono una cellula cerebrale, non una cellula ossea, quindi usa i 'geni cerebrali'". Recentemente, è stato scoperto che i biomarcatori epigenetici possono tracciare con elevata precisione l'età biologica di una persona. Questi biomarcatori sono chiamati "orologi epigenetici". Negli adulti, sono diventati biomarcatori popolari dell'invecchiamento cognitivo, nonché della salute e della mortalità. Io studio gli orologi epigenetici e i biomarcatori epigenetici della cognizione nei bambini. Possono questi elementi aiutarci a misurare e comprendere come l'ambiente dell'infanzia influenzi i risultati in età adulta?
ABB: In che modo la tua ricerca sui biomarcatori potrebbe aiutare i bambini?
LR: I biomarcatori sono utili per ricercatori, clinici e responsabili politici, se possono fornirci informazioni non facilmente misurabili o misurabili precocemente. Ad esempio, è molto difficile, se non impossibile, misurare l'esposizione cumulativa di una persona all'inquinamento atmosferico. Tuttavia, queste informazioni potrebbero essere immagazzinate nel nostro corpo, nel nostro epigenoma. Allo stesso modo, misurare le prestazioni cognitive generali nei bambini di un anno è molto difficile. Sappiamo però che lo sviluppo nella prima infanzia è importante per le successive prestazioni cognitive, quindi l'impatto degli interventi sulla cognizione potrebbe essere maggiore quando questi vengono attuati precocemente. Eppure, bisogna aspettare anni o addirittura decenni per vedere se un intervento ha avuto effetti duraturi sulla cognizione, sull'istruzione o sul reddito.
Spero che possiamo utilizzare i biomarcatori per valutare a breve termine l'impatto a lungo termine degli interventi. Allo stesso modo, potremmo essere in grado di identificare i bambini che hanno maggiori probabilità di rispondere positivamente a un interventoe altri bambini che hanno maggiori probabilità di reagire negativamente allo stesso intervento. Questo potrebbe rappresentare un contributo importante al lavoro di intervento nell'infanzia.
Esistono anche potenziali applicazioni cliniche. Potremmo utilizzare i biomarcatori per identificare i bambini a rischio di ritardi cognitivi o difficoltà di apprendimento. I medici potrebbero utilizzare queste informazioni per offrire a questi bambini un supporto precoce.
ABB: Puoi parlarmi degli interventi a cui stai lavorando?
LR: "Baby's First Years" è un importante studio statunitense a cui sto lavorando con molti colleghi. Stiamo esaminando l'impatto di un contributo mensile in denaro di 333 o 20 dollari, a favore di madri a basso reddito, a partire dalla nascita del bambino, sull'epigenoma del bambino e della madre, sulla salute mentale, ecc. Un contributo in denaro più consistente provoca cambiamenti nei biomarcatori dell'invecchiamento biologico e delle funzioni cognitive dei bambini di quattro anni, misurati a livello epigenomico, anche se finora non sono stati rilevati impatti comportamentali o sulla salute? I risultati potrebbero in definitiva influenzare le politiche sociali.
Ho anche iniziato a collaborare con ricercatori che hanno completato altri tipi di interventi precoci e che hanno raccolto campioni di saliva dai bambini, ad esempio uno studio in Brasile su un intervento a sostegno della genitorialità. Spero di entrare in contatto con persone che offrono interventi di alta qualità a beneficio dei bambini e che stanno cercando di capire se i loro interventi abbiano un impatto epigenetico e, in tal caso, se questo sia rilevante per l'apprendimento e lo sviluppo dei bambini.
"Spero che potremo utilizzare i biomarcatori per valutare a breve termine l'impatto a lungo termine degli interventi."
ABB: Quali cambiamenti avete osservato nella ricerca sui biomarcatori?
LR: Gli algoritmi che utilizziamo per quantificare i biomarcatori dell'invecchiamento biologico e delle funzioni cognitive sono nuovi, essendo stati sviluppati solo due o tre anni fa. Ci permettono di analizzare l'intero genoma, anziché concentrarci su un singolo gene. Questo è utile perché i tratti umani sono biologicamente molto complessi e coinvolgono numerosi geni. Dato che i biomarcatori sono nuovi, c'è ancora molto da scoprire.
Gran parte del mio lavoro in questo campo si è concentrato sull'analisi dei biomarcatori nella saliva dei bambini. La raccolta della saliva ha il vantaggio di essere non invasiva, poiché ai bambini è sufficiente sputare in una provetta. Questo è molto diverso dal prelievo di sangue con un ago o dall'utilizzo di grandi apparecchiature per la risonanza magnetica per generare biomarcatori da immagini del cervello. I bambini possono anche fornire campioni di saliva a scuola, quindi esiste la possibilità di raccoglierli in diversi contesti. Tuttavia, l'epigenetica varia da cellula a cellula, quindi dobbiamo validare le nostre misurazioni per assicurarci che la saliva possa produrre biomarcatori che ci forniscano informazioni utili sullo sviluppo e sul benessere dei bambini.
ABB: Quali sono i più grandi misteri in questo campo?
LR: Ipotizziamo di poter stabilire che i biomarcatori siano in grado di prevedere gli esiti a lungo termine degli assegni familiari o di un intervento a sostegno della genitorialità. Quanto cambiamento è possibile in età avanzata?
For example, imagine that an educational intervention influences children’s performance on math tasks and their school outcomes, but a similar intervention in adults doesn’t have a significant impact on their math skills. How much do the childhood environment and development set a person’s trajectory, and how much of that trajectory can be shifted later by different interventions or environments? The answer will be complex, depending on the nature of the intervention, how long it lasted, how much impact it had, and which traits are still affected in adulthood.
Molte persone sono intuitivamente interessate a queste domande. Da adulto, posso modificare la mia biologia? Posso influenzare il mio destino, considerando la mia storia prenatale e dei primi anni di vita? È un grande mistero. La nostra attenzione alla prima infanzia è estremamente interessante, perché è fondamentale per la vita.
Le note
Laurel Raffington è una ricercatrice tedesco-americana che ha studiato psicologia sperimentale e neuroscienze cognitive. Ha conseguito il dottorato di ricerca in psicologia biologica presso l'Università Humboldt di Berlino. Durante il suo post-dottorato presso l'Università del Texas ad Austin, si è dedicata agli studi sui gemelli e alla genomica. Nel 2022 ha ricevuto un finanziamento dalla Società Max Planck per avviare un gruppo di ricerca. Il gruppo Biosocial è un team interdisciplinare e internazionale di ricercatori che studia l'interazione tra geni e ambiente infantile. Diversi dei loro progetti si concentrano sull'analisi e lo sviluppo di biomarcatori epigenetici nei bambini. Vive a Berlino con il suo compagno tedesco-giamaicano e i loro due figli. Laurel è una borsista 2025-2027. Jacobs Foundation Ricercatore associato.
Alloro su LinkedIn, X, ResearchGate, Cielo blu.
Questa intervista è stata modificata per chiarezza.
