Genetica dei capelli rossi: 5 cose che potresti non sapere

L'Irlanda e il popolo irlandese sono associati a molte cose, tra cui folletti, trifogli verdi, arpe celtiche, mandrie di pecore al pascolo in campagna e il giorno di San Patrizio. Il 17 marzo, il mondo celebra l'apostolo patrono d'Irlanda con sfilate e feste religiose in onore della data approssimativa della morte di Patrizio, il 17 marzo 493 (l'anno effettivo è dibattuto dagli storici e potrebbe essere più vicino al 460).

Gli irlandesi sono anche associati ai capelli rossi e alla pelle chiara, per una buona ragione: circa il 10% degli irlandesi ha i capelli rossi, la pelle chiara pellee occhi chiari. Questo articolo esplora l'intrigante genetica medica dietro queste caratteristiche. Ci addentreremo nei fattori genetici che conferiscono a molti irlandesi i loro caratteristici capelli rossi e la pelle chiara, e come questi tratti si relazionano alla genetica umana, in particolare melanoma.

Perché le persone hanno i capelli rossi?

I capelli rossi sono più evidenti in Irlanda e Scozia. Infatti, circa il 10% della popolazione in Irlanda ha i capelli rossi, che è la concentrazione più alta al mondo. Si verifica anche naturalmente tra i discendenti ancestrali in Inghilterra, Danimarca, Islanda e lungo la costa norvegese. Si presume che i rossi naturali residenti negli Stati Uniti abbiano origini nord-occidentali europee.

Nel quadro di DNA, ci sono pezzi per specificare che un individuo avrà i capelli rossi. Questi pezzi sono collettivamente chiamati "Colore dei capelli rossi" o varianti RHC. Queste varianti sono responsabili della produzione di pigmento che determineranno il colore dei capelli, della pelle e degli occhi, scuri o chiari.

Il principale frammento di DNA responsabile del colore rosso dei capelli e di una parte delle varianti RHC è abbreviato MC1R, che sta per recettore della melanocortina 1. Esistono centinaia di varianti del MC1R, ma è particolarmente importante perché regola la produzione di pigmento.

Quando l'MC1R è completamente funzionale, produce pigmenti bruno-neri all'interno delle cellule dei melanociti. Questi pigmenti bruno-neri scuri (melanina) i pigmenti prodotti da MC1R sono chiamati eumelanina. Saranno secreti. Gli esseri umani con pelle scura, come quelli di discendenza africana, hanno MC1R completamente funzionale che secerne eumelanina.

Quando l'MC1R subisce una mutazione, perde parte della sua funzione e, invece di produrre pigmenti scuri, produce pigmenti rosso-gialli. Questi pigmenti di colore più chiaro prodotti all'interno delle cellule dei melanociti sono chiamati feomelanina e verrà secreto. Se una persona ha i capelli rossi naturali, le sue cellule melanocitarie producono prevalentemente feomelanina, non eumelanina.

Gli scienziati chiamano le varianti del colore dei capelli rossi mutate MC1R R151C, R160W e D294H.¹ Se una persona ha i capelli rossi naturali, ha ereditato R151C, R160W o D294H, le forme mutate di MC1R. Le sue cellule producono un pigmento rosso-giallo dal MC1R mutato.

Sebbene questa genetica mutazione rende l'MC1R non completamente funzionale, la sua eredità era geneticamente tollerata tra le popolazioni dell'Europa nord-occidentale. Ciò significa che alle latitudini settentrionali, la pressione selettiva non l'ha eliminata dalla popolazione perché avere l'MC1R mutato non ridurrebbe la sopravvivenza a nord.²  Il contrario potrebbe verificarsi più vicino all'equatore, dove non si riscontrano mutazioni nel gene MC1R che causano la produzione di pigmenti rosso-gialli. Il grafico sottostante descrive visivamente l'ereditarietà delle varianti MC1R a diverse latitudini.

Perché le persone con i capelli rossi hanno anche la pelle e gli occhi chiari?

Oltre a produrre pigmenti chiari, rosso-gialli, responsabili del colore dei capelli rossi, le varianti Red Hair Color MC1R sono responsabili anche del colore chiaro della pelle.

Melanociti danno alla pelle il suo colore, indipendentemente dal colore della tua pelle. I melanociti producono e secernono melanosomi, vescicole simili a baccelli, che contengono pigmenti di feomelanina o eumelanina. Le cellule della pelle assorbono questi melanosomi, che danno alla pelle il suo colore. Più scura è la tua pelle, più eumelanina hanno prodotto i tuoi melanociti. Più chiara è la tua pelle, meno eumelanina hanno prodotto i tuoi melanociti. E se hai i capelli rossi naturali, avrai anche una pelle molto chiara, perché i tuoi melanociti hanno prodotto feomelanina invece di eumelanina.

Sebbene il colore degli occhi sia molto più complicato, un processo simile contribuisce al colore scuro degli occhi. L'eumelanina consente agli occhi di avere una tonalità marrone scuro-nero. Senza un MC1R completamente funzionante, il pigmento eumelanina non può essere prodotto negli occhi e, senza eumelanina, gli occhi non possono essere scuri.

Le persone con i capelli rossi naturali hanno un MC1R mutato, che conferisce loro il colore rosso dei capelli, la carnagione chiara e gli occhi chiari.

Le persone con i capelli rossi sono a rischio di melanoma?

La risposta è un SÌ definitivo. Coloro che hanno i capelli rossi naturali, gli occhi chiari e la pelle chiara ereditano un rischio genetico maggiore di sviluppare il melanoma. Gli studi hanno stabilito la connessione tra il melanoma e le varianti di colore dei capelli rossi di MC1R: R151C, R160W e D294H.³

Il rischio non significa che tutte le persone con capelli rossi naturali siano destinate al melanoma. Significa che sono più probabile rispetto a quelli con pigmentazione più scura per sostenere danni cellulari che potrebbero portare a cancro più avanti nella vita. È importante notare che un rischio maggiore non è una garanzia.

Molto dipende dalle scelte di stile di vita e da altri fattori. Ad esempio, se una persona dai capelli rossi subisce delle scottature solari da bambina o ha un'esposizione di routine ai raggi UV, eventualmente attraverso abbronzatura indoor o attraverso viaggi a latitudini più basse, avrebbe un impatto enorme. La mancanza di crema solare o indumenti con protezione UV quando si è all'aperto avrebbe anche un impatto. Avere più di 50 moli è anche un fattore di rischio.

Inoltre, anche il fatto che una persona dai capelli rossi abbia parenti di primo grado con melanoma è un fattore importante. Una storia familiare indicherebbe se aggiuntivo sono presenti fattori di rischio genetici, che aumentano il rischio. La conclusione è che gli stessi fattori di rischio del melanoma per tutte le persone sono fattori di rischio per chi ha i capelli rossi; questi fattori di rischio sono semplicemente più rischioso per coloro che hanno MC1R mutato.

Perché la carenza di eumelanina aumenta il rischio di melanoma?

L'eumelanina, il pigmento scuro, aiuta a proteggere le cellule della pelle dagli effetti dannosi dei raggi UV. Gli individui con varianti di colore dei capelli rossi non hanno eumelanina in abbondanza. Pertanto, quando le loro cellule della pelle sono esposte ai raggi UV, non hanno alcuna protezione naturale contro di essi, mentre coloro con pigmenti scuri ne hanno un po'.

Sfortunatamente, è più complicato dei soli UV. Studi scientifici hanno dimostrato che la feomelanina stessa può danneggiare il DNA.⁴  Allo stesso modo, oltre a regolare la produzione di pigmenti, l'MC1R regola la riparazione dei danni al DNA e aiuta a preservare l'integrità del genoma, fattori che rappresentano i principali determinanti del rischio di cancro.³ In altre parole, l'MC1R funzionale (non mutato) protegge i nostri cromosomi, il materiale essenziale che abbiamo ereditato dai nostri genitori e che ci rende ciò che siamo, mentre coloro che hanno l'MC1R mutato non hanno questa protezione.

Tra gli individui che hanno sviluppato un melanoma e presentano varianti di colore dei capelli rossi, i tumori presentano significativamente più mutazioni del DNA rispetto agli altri.⁵ Queste mutazioni vengono acquisite durante la vita di una persona dai capelli rossi. Poiché molti melanomi si verificano più tardi nella vita, dopo gli anni riproduttivi, le varianti di colore dei capelli rossi di MC1R come R151C, R160W e D294H vengono trasmessi alla prole. Ciò consente ai mutanti MC1R continuare a esistere nel genoma umano, soprattutto alle latitudini settentrionali.

Cosa si prevede per le popolazioni future e MC1R genetica?

MC1R completamente funzionale e genetica correlata sono osservati in popolazioni collegate all'Africa. La protezione dai raggi UV intensi è essenziale lungo l'equatore, dove il sole è parallelo alla Terra. La produzione di pigmenti scuri per aiutare a proteggere la pelle è necessaria per una vita sana a quella latitudine. Spiega perché le mutazioni in MC1R che ne impediscono il funzionamento sono molto raramente, se non mai, osservati nelle popolazioni native africane.

Oltre MC1R mutazioni che si verificano nelle popolazioni del Nord Europa, le popolazioni in tutta l'Asia hanno una genetica MC1R diversa rispetto al resto del mondo. Ci sono almeno 200 MC1R varianti, il che significa che la maggior parte di queste sono diverse dalle varianti mutate del colore dei capelli rossi provenienti dall'Irlanda, sono state osservate negli asiatici orientali e sudorientali.¹ La genetica MC1R qui rappresenta quella delle popolazioni più numerose al mondo.

Il rapporto tra i pigmenti eumelanina e feomelanina determina il colore della pelle di un individuo. Pertanto, centinaia di variazioni in MC1R esistono in tutto il mondo. Queste variazioni di pigmento fornivano protezione alla pelle attraverso la selezione naturale della genetica dei nostri antenati, soprattutto prima del 1500, quando le persone iniziarono a spostarsi in tutto il mondo.

Al giorno d'oggi, le variazioni che vediamo tra i colori dei capelli e della pelle sono in gran parte un riflesso della migrazione globale e della mescolanza genetica iniziata dopo il 1500. Con la stessa mescolanza, le stime suggeriscono che entro i prossimi 10,000 anni, l'umanità avrà una sola razza con lo stesso colore di capelli, occhi e pelle con variazioni minime. Si prevede che il MC1R mutato non sarà rappresentato.

Conclusione

Se hai i capelli rossi naturali, sei portatore di una mutazione nel gene MC1R, che è anche associato a pelle chiara e occhi chiari. Questa combinazione aumenta significativamente il rischio di sviluppare un melanoma. Inizia prendendo misure proattive per salvaguardare la tua pelle questo marzo e oltre.

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Referenze

1. Upadhyay PR, Swope VB, Starner RJ et al. Viaggio attraverso lo spettacolare paesaggio del recettore della melanocortina 1. Pigmento Cella Ricerca sul melanoma. 2024;37(5):667-680. doi: 10.1111/pcmr.13180.

2. Guida S, Guida G, Goding CR. Funzioni, espressione e implicazioni dell'MC1R per la terapia mirata. J Invest Dermatol. 2022;142(2):293-302.e1. doi: 10.1016/j.jid.2021.06.018.

3. Guida S, Bartolomeo N, Zanna PT et al. Melanoma sporadico nel sud-est dell'Italia: l'impatto dell'analisi del polimorfismo del recettore della melanocortina 1 (MC1R) nelle persone a basso rischio e segnalazione di tre nuove varianti. Arco Dermatol Res. 2015; 307: 495-503.

4. Mitra D, Luo X, Morgan A et al. Un percorso indipendente dalle radiazioni ultraviolette per la carcinogenesi del melanoma nel contesto di capelli rossi/pelle chiara. Nature. 2012; 491: 449-4532012.

5. Johansson PA, Pritchard AL, Patch AM et al. Il carico mutazionale nel melanoma è influenzato dal genotipo MC1R. Melanoma a cellule pigmentate 2017; 30: 255-258.