La ricerca scientifica ha bisogno dei gemelli italiani

Dal 2001 esiste in Italia il Registro Nazionale Gemelli: raccoglie i dati di oltre trentamila gemelli, di età compresa fra 0 e 92 anni. È un progetto dell’Istituto Superiore di Sanità con finalità di ricerca scientifica, che ha molti corrispettivi in Europa e nel mondo. Le coppie di gemelli si iscrivono al registro e poi partecipano alle varie ricerche su base volontaria: sono strumento di studio, più che oggetto di studio.

Il Registro si basa infatti sul cosiddetto “metodo gemellare”, che confrontando correlazioni e differenze in diversi tipi di gemelli permette di capire quanto una determinata caratteristica sia influenzata da una componente genetica e quanto da una ambientale, cioè quanto sia presente già alla nascita e quanto sia invece causata dall’ambiente in cui viviamo o dal nostro stile di vita. Il Registro ha permesso di portare a termine studi sugli effetti psicologici del lockdown, sull’arteriosclerosi, sul dolore cronico, sull’autostima e sull’altezza, solo per citarne alcuni. Torneremo sul come funziona, ma prima bisogna introdurre la distinzione più importante in ambito gemellare, quella fra gemelli monozigoti e dizigoti.

In Italia in media ogni cento parti uno è gemellare. I gemelli sono quindi, a grandi linee, il due per cento della popolazione. I gemelli si distinguono fra monozigoti e dizigoti (a volte vengono impropriamente usati i termini omozigoti ed eterozigoti, che invece sono definizioni usate in genetica di tutt’altro significato): i gemelli monozigoti nascono da una singola cellula uovo fecondata da uno spermatozoo e hanno un identico patrimonio genetico. Sono sempre dello stesso sesso, fisicamente molto somiglianti, e rari. I gemelli dizigoti sono di più, nascono da diverse cellule uovo fecondate da diversi spermatozoi nello stesso periodo: nascono insieme, possono essere di sesso diverso e possono assomigliarsi poco, come due fratelli. Come i fratelli, hanno in comune circa il 50 per cento del patrimonio genetico.

Se i gemelli identici esercitano da sempre un grande fascino nella cultura popolare, è nella seconda metà dell’Ottocento che se ne intuirono le potenzialità per lo studio scientifico. Il primo a elaborare un metodo fu l’eclettico studioso inglese Francis Galton (fra le altre cose considerato anche il padre della meteorologia), interessato a valutare il peso dell’ereditarietà (nature) e dell’ambiente (nurture), nella definizione dei caratteri fisici e mentali degli individui.

Il metodo gemellare attuale è un’evoluzione delle sue intuizioni e si basa sul confronto fra gemelli monozigoti e dizigoti riguardo a una determinata caratteristica. Consideriamo, a puro termine di esempio, che si voglia stabilire quanto la celiachia sia ereditaria e quanto indotta da componenti ambientali. Semplificando molto, si valuterà nel campione di gemelli monozigoti quando la caratteristica è presente in entrambi, e la medesima operazione verrà fatta sul campione di gemelli dizigoti. Se la correlazione è maggiore nei primi, la componente genetica è prevalente.

Il confronto fra i due tipi di gemelli permette di partire da fattori ambientali simili: sia i monozigoti che i dizigoti hanno equiparabili influenze ambientali, condivise e non condivise. Nelle prime rientrano l’alimentazione dei primi anni, i fattori educativi, le influenze della famiglia e del luogo di residenza, nelle seconde le scelte personali (fuma, non fuma, fa attività sportiva, ha un/una fidanzato/a?). Le influenze non condivise tendono ad aumentare con l’età, per entrambe le categorie di gemelli.

Per usare questo metodo, consolidato negli anni e approfondito con specifiche che permettono di considerare diverse variabili, verificare l’influsso di determinati fattori e distinguere fra varie cause ambientali, è necessario avere una base di dati di gemelli sufficientemente ampia, eterogenea e distribuita sul territorio nazionale.

Il Registro è nato per questo, ormai più di vent’anni fa, cercando adesioni volontarie. Si è partiti dalla collaborazione con le anagrafi, attraverso le quali venivano selezionati cittadini nati lo stesso giorno, nello stesso luogo, dalla stessa madre e dallo stesso padre: tranne qualche caso di omonimia, erano identificabili come gemelli. A questi, o ai loro genitori, venivano spedite le domande di iscrizione al Registro, creando una prima base.

È un processo a campione, non tutti i gemelli presenti in Italia sono stati contattati, col passare degli anni gli arruolamenti sono stati più intensi nella città in cui il Registro ha collaborazioni per fini di ricerca con certi ospedali (Roma, Milano, Torino, Palermo, Padova, Pisa, Perugia, Napoli fra le città più rappresentate), mentre molti gemelli hanno contattato spontaneamente il Registro dopo averlo conosciuto da amici, articoli sui giornali o attraverso le pagine social.

Le oltre quindicimila coppie sono ben distribuite sul territorio (Nord, Centro, Sud) e come fascia d’età. Chi aderisce risponde a un questionario iniziale e viene inserito nel database (da cui può sempre chiedere di essere cancellato), ma sarà interpellato e potrà dare o negare il consenso per ogni singolo studio.

Il Registro naturalmente deve distinguere i gemelli fra monozigoti e dizigoti. Emanuela Medda, direttrice del progetto, spiega: «A tutti somministriamo un questionario per determinare la zigosità: si basa su una sequenza di domande predefinite sulla somiglianza fisica, adottate internazionalmente . Chiediamo cose come “I vostri genitori vi confondevano? Gli amici vi confondono?”: i risultati hanno un’attendibilità del 95 per cento. Effettuando un test del DNA, con campioni di sangue o saliva, la monozigosità o dizigosità è determinata in modo esatto al 99 per cento, ma serve la presenza fisica dei gemelli. E costa di più».

Come visto, la definizione del tipo di coppia di gemelli è fondamentale per tutti gli ulteriori studi, che possono essere svolti in collaborazione con università o ospedali e che devono essere approvati dal comitato etico dell’Istituto Superiore di Sanità. In base alle necessità e al budget disponibile vengono definite le dimensioni del campione e i metodi per ottenere le informazioni: possono essere questionari, o possono prevedere analisi di laboratorio. In questo caso i gemelli vengono convocati presso strutture specifiche dove fanno esami gratuiti (per lo più con prelievi di sangue).

Nel corso degli anni si è anche istituita una banca biologica del Registro: dopo aver ottenuto le necessarie autorizzazioni si conserva per vent’anni materiale biologico dei gemelli (sangue e saliva). Attualmente i campioni sono poco più di duemila. Quando un nuovo studio richiede un’analisi, basterà ottenere il permesso di utilizzarli da parte della coppia. La collaborazione con alcuni ospedali italiani ha poi permesso di inserire alcune coppie di gemelli nel database e nella banca sin dalla nascita, con prelievo di materiale biologico dei bambini e dei genitori (360 famiglie). Dice la dottoressa Medda: «Seguirli nel tempo permette di capire l’evoluzione di determinati fattori nella fase della crescita, ma anche di stabilire quelli pre-nascita e di avere un quadro completo delle influenze ambientali».

Gli studi, come detto, possono coprire campi diversi, dall’ansia (si stima che la predisposizione sia per il 60 per cento genetica) all’autostima (73 per cento genetica) all’elasticità delle arterie (influenzata da fattori ambientali fra il 69 e l’81 per cento). Il gruppo di lavoro del Registro comprende ricercatori, statistici, medici, biologi, matematici e psicologi: in tutto una decina di persone fra ricercatori e tecnici, non tutte impegnate a tempo pieno sul Registro. Nel complesso è una squadra di dimensioni minori rispetto a progetti simili in altri paesi europei.

Attualmente è in corso uno studio per valutare quanto il benessere psicologico possa rallentare i processi degenerativi fisici dell’età, cioè quanto possa influire sull’invecchiamento: per questo si lavora con questionari per la definizione di personalità e livello di stress e con esami di laboratorio per valutare i marker (gli indicatori) dell’invecchiamento. Nello specifico sono la lunghezza dei telomeri, piccole porzioni di DNA che si trovano alla fine di ogni cromosoma e che impediscono all’elica di sfibrarsi, e la funzionalità del DNA mitocondriale. La ricerca si basa su 200 coppie di gemelli maggiorenni e si svolge a Roma: il campione non è ancora completo ed è possibile candidarsi, per questa e altre ricerche, usando la mail del Registro (registro.nazionale.gemelli@iss.it).

Un’altra caratteristica importante delle ricerche condotte sui gemelli è che i risultati ottenuti sono generalizzabili all’intera popolazione. Spiega Medda: «Studi in diversi ambiti hanno confermato che i gemelli non differiscono dai singoli: non vanno incontro a più patologie, né a più problemi, non hanno particolari caratteristiche psicologiche. L’unica cosa che li differenzia è che nascono mediamente un po’ più piccoli, ma poi la loro vita e il loro sviluppo sono uguali. Per questo possono essere usati come “popolazione sentinella”». Avere a disposizione un registro di gemelli ampio e facilmente contattabile diventa così uno strumento per effettuare ricerche in tempi più rapidi su questioni particolarmente pressanti. Ad esempio è stato possibile già nel giugno 2020 realizzare il primo studio che valutava gli effetti del lockdown sui livelli di ansia, stress e depressione nella popolazione: erano i primi dati post-pandemia. I risultati quindi non riguardano solo il 2 per cento della popolazione italiana dei gemelli, ma la sua interezza.

Il Registro non ha finanziamenti privati e ha varie collaborazioni con progetti scientifici simili all’estero: lo studio dei gemelli ha vissuto in epoca recente un momento di grande notorietà internazionale con la ricerca della NASA sui gemelli monozigoti Scott e Mark Kelly, che hanno reso possibile valutare con più precisione gli effetti di un prolungato soggiorno nello Spazio.

L’obiettivo dei prossimi anni è ampliare la base dei gemelli nel Registro, anche con eventi organizzati ad hoc, collaborazioni con associazioni e campagne social. «Incontriamo vari tipi di resistenza», dice Medda. «Qualcuno non vuole essere schedato, altri non credono alla ricerca pubblica, a volte c’è diffidenza sul metodo o si ha paura che la nostra diventi una presenza invadente, ma in generale la collaborazione dei gemelli è alta: quando sanno quanto possono essere preziosi per noi, si sentono giustamente un po’ speciali».