SIPNEI EARLY LIFE NEWSLETTER

Supplemento telematico a Pnei News direttore Francesco Bottaccioli
registrazione Tribunale di Bologna n° 8038 del 11/02/2010

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UN NUOVO SERVIZIO RISERVATO AI SOCI SIPNEI. Ogni mese riceverai gratuitamente sulla tua email una rassegna di aggiornamento scientifico internazionale sulle prime fasi della vita con articoli integrali e abstract in inglese e in italiano

SIPNEI EARLY LIFE

Rassegna della ricerca scientifica internazionale sulle prime fasi della vita a cura della Commissione Nazionale Sipnei Early Life con cadenza mensile.

Care colleghe e cari colleghi SIPNEI

siamo un gruppo di soci che vengono da percorsi differenti, accomunati tuttavia dal

desiderio di conoscere e dalla volontà di apprendere e di migliorarci;

curiosi per natura, abbiamo nutrito questo progetto perché diventasse uno stimolo

per i professionisti SIPNEI della cura integrata, con l’intento di potenziare la

prevenzione nell’infanzia. Un contributo a che gli adulti di domani siano via via più sani e resilienti.

Grazie al sostegno e allo stimolo del Prof. Francesco Bottaccioli, la rassegna vorrà

essere uno strumento di approfondimento e di studio per altri professionisti che

condividono l’interesse verso la Psiconeuroendocrinoimmunologia, con particolare

riferimento alle prime età della vita.

La rassegna, che arriverà al vostro indirizzo email alla fine di ogni mese, sarà

composta da tre articoli principali, ciascuno dei quali arricchito da articoli

correlati.

Contributi a cura di:

Dott. Stefania Carbonella, psicologa psicoterapeuta, Torino

Dott. Marilena Coniglio, psicologa psicoterapeuta, Cassano d’Adda e Milano

Dott. Gloria Curati - osteopata fisioterapista, Parma

Dott. Mariapia de Bari - osteopata fisioterapista, Roma e Molfetta (BA)

Dott. Roberta Dell’Acqua - psicologa psicoterapeuta, Legnano (MI)

Dott. Lisa Gaiarsa - osteopata, Vicenza

Dott. Vera Gandini - medico pediatra, Busto Arsizio (VA)

Dott. Federica Lavista - medico psicoterapeuta, Torino

Dott. Eleonora Lombardi Mistura - medico pediatra, Carvico (BG)

Arch. Silvia Moneti - architetto e insegnante, Cesena

Dott. Ornella Righi - medico pediatra, Piacenza

Dott. Rosario Savino - medico neuropsichiatra infantile, Napoli

Dott. Emanuela Stoppele - psicologa psicoterapeuta, Verona

Dott. Rossana Terni - psicologa psicoterapeuta, Vicenza e Napoli

Dott. Federica Taricco - ostetrica, Savigliano (CN)

Dott. Gloria Trapletti - medico pediatra, Cagliari

Rassegna a cura di: Dott. Federica Lavista

RASSEGNA EARLY LIFE MARZO 2023

I gemelli sono da tempo oggetto di grande fascinazione, soprattutto in ambito di indagine genetica ed epigenetica. L’aumento straordinario di parti gemellari, cui si assiste dagli anni Ottanta ad oggi, in ragione del ricorso sempre più frequente alla riproduzione medicalmente assistita e in ragione delle numerose gravidanze tardive cui si dà avvio nelle regioni più ricche del mondo, non può che rappresentare occasione di riflessione e di studio senza precedenti.

Il primo dei lavori proposti delinea un’immagine statisticamente attendibile dell’aumento del tasso globale di incidenza di parti gemellari negli ultimi decenni e delle implicazioni variamente declinate sulla salute dei nascituri e delle madri.

I gemelli monozigoti hanno medesimo genoma e metilomi sempre più diversi, nel corso della vita, per contesto ambientale e per fisiologico processo di invecchiamento. Se ne indaga da tempo l’influenza, rispetto al ruolo dei soli fattori genetici, relativamente allo sviluppo di malattia in epoche successive della vita.

Solo più recentemente sono stati progettati e sviluppati studi di epigenetica con preciso focus su gemelli neonati, in considerazione dell’importanza della diversità ambientale intrauterina, come il sito di insediamento del cordone e la non coincidenza di posizione e dimensione del sacco amniotico, tra il resto. I livelli di metilazione correlano, in effetti, con un diverso peso alla nascita, ma anche con lo sviluppo di patologie tra le più varie, nel corso della vita. Si veda, a titolo di esempio, il focus sulle patologie cardiovascolari, nel secondo degli articoli principali della rassegna.

L’ultima delle proposte di lettura pone, invece, l’attenzione sul legame tra fattori genetici ed epigenetici e sviluppo neurologico, in coppie di gemelli monozigoti e dizigoti, per l’appunto sensibile alle influenze ambientali pre e post nascita.

La valutazione viene condotta a mezzo di neuroimaging e test cognitivi, con uno sguardo alle influenze ambientali modificabili e, nello specifico, alla relazione intima tra miocrobiota ed esiti in termini di sviluppo neurocognitivo, con l’obiettivo di contribuire a definire il ruolo ormai sempre meglio noto del microbioma e del rapporto gene-ambiente, anche mediante analisi del microbioma da meconio.

Buona lettura!

Clicca qui per leggere la rassegna del mese.

Twin Peaks: more twinning in humans than ever before

ABSTRACT

STUDY QUESTION: How many twins are born in human populations and how has this changed over recent decades?

SUMMARY ANSWER: Since the 1980s, the global twinning rate has increased by a third, from 9.1 to 12.0 twin deliveries per 1000 deliveries, to about 1.6 million twin pairs each year.

WHAT IS KNOWN ALREADY: It was already known that in the 1980s natural twinning rates were low in (East) Asia and South America, at an intermediate level in Europe and North America, and high in many African countries. It was also known that in recent deca- des, twinning rates have been increasing in the wealthier parts of our world as a result of the rise in medically assisted reproduction (MAR) and delayed childbearing.

STUDY DESIGN, SIZE, DURATION: We have brought together all information on national twinning rates available from statistical offi- ces, demographic research institutes, individual survey data and the medical literature for the 1980–1985 and the 2010–2015 periods.

PARTICIPANTS/MATERIALS, SETTING, METHODS: For 165 countries, covering over 99% of the global population, we were able to collect or estimate twinning rates for the 2010–2015 period. For 112 countries, we were also able to obtain twinning rates for 1980– 1985.

MAIN RESULTS AND THE ROLE OF CHANCE: Substantial increases in twinning rates were observed in many countries in Europe, North America and Asia. For 74 out of 112 countries the increase was more than 10%. Africa is still the continent with highest twinning rates, but Europe, North America and Oceania are catching up rapidly. Asia and Africa are currently home to 80% of all twin deliveries in the world.

LIMITATIONS, REASONS FOR CAUTION: For some countries, data were derived from reports and papers based on hospital registrations which are less representative for the country as a whole than data based on public administrations and national surveys.

WIDER IMPLICATIONS OF THE FINDINGS: The absolute and relative number of twins for the world as a whole is peaking at an unprecedented level. An important reason for this is the tremendous increase in medically assisted reproduction in recent decades. This is highly relevant, as twin deliveries are associated with higher infant and child mortality rates and increased complications for mother and child during pregnancy and during and after delivery.

ABSTRACT TRADOTTO

DOMANDA DI STUDIO: quanti gemelli nascono nella popolazione umana e come è cambiato negli ultimi decenni?

RISPOSTA SINTETICA: dagli anni '80, il tasso globale è aumentato di un terzo, da 9,1 a 12,0 parti gemellari per 1000 parti, a circa 1,6 milioni di coppie ogni anno.

COSA SI SA GIÀ: era già noto che negli anni '80 i tassi di parti gemellari naturali erano bassi in Asia (orientale) e in Sud America, ad un livello intermedio in Europa e in Nord America e alti in molti Paesi africani. Era anche noto che negli ultimi decenni i tassi sono aumentati nelle parti più ricche del nostro mondo, a causa dell'aumento della riproduzione medicalmente assistita (MAR) e del ritardo delle gravidanze.

STUDIO DISEGNO, DIMENSIONE, DURATA: abbiamo raccolto tutte le informazioni sui tassi nazionali disponibili presso gli uffici statistici, gli istituti di ricerca demografica, i dati delle indagini individuali e la letteratura medica per i periodi 1980-1985 e 2010-2015.

PARTECIPANTI/MATERIALI, AMBIENTAZIONE, METODI: per 165 Paesi, che coprono oltre il 99% della popolazione mondiale, siamo stati in grado di raccogliere o stimare i tassi per il periodo 2010-2015. Per 112 paesi, siamo stati anche in grado di ottenere tassi per il periodo 1980-1985.

PRINCIPALI RISULTATI E IL RUOLO DEL CASO: aumenti sostanziali dei tassi di parti gemellari sono stati osservati in molti Paesi in Europa, Nord America e Asia. Per 74 paesi su 112 l'aumento è stato superiore al 10%. L'Africa è ancora il continente con i più alti tassi, ma l'Europa, il Nord America e l'Oceania stanno recuperando rapidamente terreno. Asia e Africa ospitano attualmente l'80% di tutti i parti gemellari del mondo.

LIMITAZIONI, MOTIVI DI CAUTELA: per alcuni Paesi, i dati sono stati ricavati da rapporti e documenti basati su registrazioni ospedaliere che sono meno rappresentativi per il Paese nel suo insieme rispetto ai dati ricavati dalle Pubbliche Amministrazioni e dalle indagini nazionali.

IMPLICAZIONI PIÙ AMPIE DEI RISULTATI: il numero assoluto e relativo di gemelli per il mondo nel suo insieme sta raggiungendo un livello senza precedenti. Una ragione importante è l'enorme aumento della riproduzione medicalmente assistita negli ultimi decenni. È molto rilevante, poiché i parti gemellari sono associati a tassi di mortalità infantile più elevati e maggiori complicanze per madre e figlio durante la gravidanza, durante e dopo il parto.

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Equivalent DNA methylation variation between monozygotic co-twins and unrelated individuals reveals universal epigenetic inter-individual dissimilarity

ABSTRACT

Background: Although the genomes of monozygotic twins are practically identical, their methylomes may evolve divergently throughout their lifetime as a consequence of factors such as the environment or aging. Particularly for young and healthy monozygotic twins, DNA methylation divergence, if any, may be restricted to stochastic processes occurring post-twinning during embryonic development and early life. However, to what extent such stochastic mechanisms can systematically provide a stable source of inter-individual epigenetic variation remains uncertain until now.

Results: We enriched for inter-individual stochastic variation by using an equivalence testing-based statistical approach on whole blood methylation microarray data from healthy adolescent monozygotic twins. As a result, we identified 333 CpGs displaying similarly large methylation variation between monozygotic co-twins and unrelated individuals. Although their methylation variation surpasses measurement error and is stable in a short timescale, susceptibility to aging is apparent in the long term. Additionally, 46% of these CpGs were replicated in adipose tissue. The identified sites are significantly enriched at the clustered protocadherin loci, known for stochastic methylation in developing neurons. We also confirmed an enrichment in monozygotic twin DNA methylation discordance at these loci in whole genome bisulfite sequencing data from blood and adipose tissue.

Conclusions: We have isolated a component of stochastic methylation variation, distinct from genetic influence, measurement error, and epigenetic drift. Biomarkers enriched in this component may serve in the future as the basis for universal epigenetic fingerprinting, relevant for instance in the discrimination of monozygotic twin individuals in forensic applications, currently impossible with standard DNA profiling.

ABSTRACT TRADOTTO

Premessa: Sebbene i genomi dei gemelli monozigoti siano praticamente identici, i loro metilomi possono evolvere in modo divergente nel corso della vita come conseguenza di fattori quali l'ambiente o l'invecchiamento. Soprattutto per i gemelli monozigoti giovani e sani, l'eventuale divergenza della metilazione del DNA può essere limitata a processi stocastici che si verificano dopo il gemellaggio durante lo sviluppo embrionale e durante i primi anni di vita. Tuttavia, fino a che punto tali meccanismi stocastici possano fornire sistematicamente una fonte stabile di variazione epigenetica interindividuale rimane finora incerto.

Risultati: Abbiamo arricchito la variazione stocastica inter-individuale utilizzando un approccio statistico basato su test di equivalenza su dati microarray di metilazione del sangue intero di gemelli monozigoti adolescenti sani. Di conseguenza, abbiamo identificato 333 CpG (I siti CpG o CG sono delle regioni del DNA dove una citosina si trova vicino ad una guanina nella sequenza lineare di basi) che mostrano una variazione di metilazione altrettanto ampia tra gemelli monozigoti e individui non imparentati. Sebbene la loro variazione, in termini di metilazione, superi l'errore di misurazione e sia stabile in tempi brevi, la suscettibilità all'invecchiamento è evidente a lungo termine. Inoltre, il 46% di queste CpG è stato replicato nel tessuto adiposo. I siti identificati sono significativamente arricchiti nei loci di protocaderina, noti per la metilazione stocastica nei neuroni in via di sviluppo. Abbiamo anche confermato un arricchimento nella discordanza di metilazione del DNA dei gemelli monozigoti in questi loci nei dati di sequenziamento dell'intero genoma provenienti dal sangue e dal tessuto adiposo.

Conclusioni: Abbiamo isolato una componente della variazione stocastica della metilazione, distinta dall'influenza genetica, dall'errore di misurazione e dalla deriva epigenetica. I biomarcatori arricchiti in questa componente potrebbero servire in futuro come base per un fingerprinting epigenetico universale, rilevante per esempio nella discriminazione di individui gemelli monozigoti in applicazioni forensi, attualmente impossibile con il profiling standard del DNA.

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Epigenetic Influences on Neurodevelopment at 11 Years of Age: Protocol for the

Longitudinal Peri/Postnatal Epigenetic Twins Study at 11 Years of Age (PETS@11)

ABSTRACT

Neurodevelopment is sensitive to genetic and pre/postnatal environmental influences. These effects are likely mediated by epigenetic factors, yet current knowledge is limited. Longitudinal twin studies can delineate the link between genetic and environmental factors, epigenetic state at birth and neurodevelopment later in childhood. Building upon our study of the Peri/postnatal Epigenetic Twin Study (PETS) from gestation to 6 years of age, here we describe the PETS 11-year follow-up in which we will use neuroimaging and cognitive testing to examine the relationship between early-life environment, epigenetics and neurocognitive outcomes in mid-childhood. Using a within-pair twin model, the primary aims are to (1) identify early-life epigenetic correlates of neurocognitive outcomes; (2) determine the developmental stability of epigenetic effects and (3) identify modifiable environmental risk factors. Secondary aims are to identify factors influencing gut microbiota between 6 and 11 years of age to investigate links between gut microbiota and neurodevelopmental outcomes in mid-childhood. Approximately 210 twin pairs will undergo an assessment at 11 years of age.

This includes a direct child cognitive assessment, multimodal magnetic resonance imaging, biological sampling, anthropometric measurements and a range of questionnaires on health and development, behavior, dietary habits and sleeping patterns.

Data from complementary data sources, including the National Assessment Program — Literacy and Numeracy and the Australian Early Development Census, will also be sought. Following on from our previous focus on relationships between growth, cardiovascular health and oral health, this next phase of PETS will significantly advance our understanding of the environmental interactions that shape the developing brain.

ABSTRACT TRADOTTO

Il neurosviluppo è sensibile alle influenze ambientali genetiche e pre/postnatali. Questi effetti sono probabilmente mediati da fattori epigenetici, ma le conoscenze attuali sono limitate. Gli studi longitudinali sui gemelli possono delineare il legame tra fattori genetici e ambientali, stato epigenetico alla nascita e sviluppo neurologico più tardi durante l'infanzia. Sulla base del nostro studio del Peri/postnatale Epigenetic Twin Study (PETS), dalla gestazione ai 6 anni di età, qui descriviamo un follow-up di 11 anni, in cui utilizzeremo il neuroimaging e i test cognitivi per esaminare la relazione tra i primi ambiente di vita, epigenetica ed esiti neurocognitivi nella prima infanzia. Utilizzando un gemello modello all'interno della coppia, gli obiettivi primari sono (1) identificare i correlati epigenetici della prima infanzia degli esiti neurocognitivi; (2) determinare la stabilità dello sviluppo degli effetti epigenetici e (3) identificare i fattori di rischio ambientale modificabili. Gli obiettivi secondari sono identificare i fattori che influenzano il microbiota intestinale tra i 6 e gli 11 anni di età per studiare i collegamenti tra il microbiota intestinale e gli esiti dello sviluppo neurologico nella metà dell'infanzia. Circa 210 coppie di gemelli saranno sottoposte a valutazione all'età di 11 anni. Ciò include una valutazione cognitiva diretta del bambino, una risonanza magnetica multimodale, il campionamento biologico, le misurazioni antropometriche e una serie di questionari su salute e sviluppo, comportamento, abitudini alimentari e schemi del sonno. Saranno inoltre ricercati dati provenienti da fonti di dati complementari, tra cui il National Assessment Program — Literacy and Numeracy e l'Australian Early Development Census. Facendo seguito alla nostra precedente attenzione sulle relazioni tra crescita, salute cardiovascolare e salute orale, questa fase successiva del PETS farà progredire in modo significativo la nostra comprensione delle interazioni ambientali che modellano il cervello in via di sviluppo.

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