Epigenetyka u przyszłych mam - czyli jak “oszukać przeznaczenie”?

Większość z nas w szkole poznała teorię ewolucji Darwina, która była dla tak nas oczywista jak kształt naszej planety, teoria względności Einsteina czy trzy zasady dynamiki Newtona. Dziś, w pierwszym ćwierćwieczu XXI wieku, że geny to nie wszystko, a burzliwy rozwój genetyki zaczyna być przyćmiewany przez nową gałąź nauki - epigenetykę

Epigenetyka i jej geneza

W XIX wieku w świecie nauki ścierały się ze sobą dwie koncepcje rozwoju gatunków - darwinizm i lamarkizm. Karol Darwin uważał, że kluczem rozwoju gatunków jest stopniowa ewolucja, polegająca na doborze naturalnym w populacjach, w których cechy osobnicze są przekazywane z pokolenia na pokolenie. Klasyczna teoria dziedziczenia, którą zna każdy z nas zakładała, że potomstwo przychodzi na świat z określoną pulą “czystych” genów odziedziczonych od swoich rodziców, a jedynym zagrożeniem dla jego rozwoju jest bezpośrednie środowisko jego życia płodowego w organizmie matki.

Pierwsi epigenetycy

Francuski biolog Jean Baptiste de Lamarck z kolei uwzględniał wpływ środowiska zewnętrznego na dziedziczenie otwarcie wskazując, że organizmy mogą dziedziczyć również cechy nabyte. Oczywiście Lamarck spotkał się z ogromną krytyką swoich poglądów, a jego przeciwnicy podawali przykład obrzezania jako dowód na niesłuszność założeń lamarkizmu. W połowie XX wieku brytyjski embriolog Conrad Waddington, a później David Nanney zgodnie przyznali, że w dziedziczeniu bierze udział system genetyczny oparty o DNA oraz pomocniczy - epigenetyczny, który uwzględniał ekspresję genów pod wpływem różnych bodźców. W ten sposób Jean Lamarck został dziewiętnastowiecznym protoplastą epigenetyki, a ona sama przechodzi dzisiaj wspaniały rozkwit.


Co to jest epigenetyka i czym się zajmuje?

Epigenetyka zakłada “pozagenowe” dziedziczenie cech, a sama nauka zajmuje się badaniem zależności między środowiskiem zewnętrznym a kodem genetycznym. Na poziomie komórkowym epigenetyka bada procesy biochemiczne modulujące ekspresję genów pod wpływem różnych czynników środowiskowych - stylu życia, emocji, wychowania, traumy i zanieczyszczenia środowiska. Część entuzjastów epigenetyki idzie jeszcze dalej uznając epigenetykę jako pomost między nauką a kulturą.

Epigenetyka przykłady badań

Badania epigenetyczne są naprawdę fascynujące. W jednym z nich zaobserwowano na przykład, że u dorosłych mieszkańców Holandii, którzy jeszcze jako płód doświadczyli niedoboru kalorycznego wywołanego wielkim głodem w 1944 roku metylacji uległ gen odpowiedzialny za ekspresję insuliny. Prawdopodobnie dlatego te same osoby w życiu dorosłym za sprawą zmodyfikowanej gospodarki węglowodanowej częściej zapadali na cukrzycę, choroby sercowo-naczyniowe i otyłość.

Naukowcy są pewni, że geny decydują tylko w 20% o przyszłym zdrowiu, a większość zależy od stanu zdrowia rodziców, zanieczyszczenia środowiska, kontaktu z ksenobiotykami, a przede wszystkim od stylu życia przyszłej mamy i taty.


Epigenetyka udowadnia, że da się oszukać przeznaczenie

Epigenom już od momentu poczęcia, aż do ukończenia drugiego roku życia jest bardzo plastyczny. Analizując dane historyczne podaży żywności i jej zbiorów w małej, odizolowanej Overkalix na północy Szwecji badacze odnotowali zaskakujące wyniki:

● u synów ojców, którzy wcześnie zaczynali palić obserwowano wyższy wskaźnik BMI w życiu dorosłym

● spadek podaży żywności u babć wiązał się ze wzrostem śmiertelności w życiu dorosłym wnuków

● słabe zaopatrzenie ojca w żywność, a dobre zaopatrzenie matki wiązało się z niższym ryzykiem zgonu z przyczyn sercowo-naczyniowych w życiu dorosłym ich dzieci

Co ciekawe nie tylko płeć żeńska jest podatna na programowanie epigenetyczne, ale również płeć męska. Okazuje się, że chromosom Y decydujący o płci łatwo podlega epigenezie, a plemniki w okresie dojrzewania są bardzo czułe na czynniki środowiskowe. Z kolei dziewczynki programowaniu mogą ulegać tylko w okresie płodowym, kiedy to produkowana jest z góry określona ilość komórek jajowych.


Po co farmaceucie epigenetyka?

Przede wszystkim po to, by w pracy z kobietą w ciąży i matką karmiącą czerpał z osiągnięć tej gałęzi nauki. Często w rozmowie z pacjentkami daje się słyszeć, że “dieta, dietą, ale geny za wszystko odpowiadają”. Warto wyprowadzić je z błędu podkreślając, że pomimo ogromnego rozwoju genetyki w ostatnim półwieczu nadal nie potrafimy uporać się z tak bardzo “genetycznymi” chorobami jak cukrzyca, nowotwory, depresja czy choroba Alzheimera. Naukowcy coraz śmielej mówią, że być może część z tych chorób ma podłoże epigenetyczne.


Epigenetyka w praktyce

Każde życie zaczyna się od jednej komórki wyposażonej w unikatowy materiał genetyczny w postaci DNA. Choć sama informacja zakodowana w nim zakodowana będzie ta sama, na skutek włączania lub wyłączania niektórych genów organizm rozwijającego się dziecka, a potem dorosłego będzie różnie interpretował zaszyfrowane w DNA informacje. Dlatego tak ważne jest epigenetyczne programowanie już na etapie planowania rodziny i rozwoju prenatalnego.


Epigenetyka w ciąży - jak to działa?

Udowodniono, że prawidłowa, zróżnicowana dieta mamy już od momentu planowania ciąży aż do momentu karmienia piersią znacząco zmniejsza ryzyko rozwoju chorób cywilizacyjnych u dorosłego już dziecka, ma wpływ na późniejszy iloraz inteligencji i realnie wpływa na ogólną jakość życia. Dlatego tak ważna jest podaż w tym okresie takich związków jak cholina, aktywnej formy kwasu foliowego, jodu, selenu, witaminy D, witaminy B6, metylowanej formy witaminy B12, kwasów omega, żelaza oraz laktoferyny. Dieta bogata w te składniki warunkuje:

● prawidłowy czas ciąży

● właściwy rozwój cewy nerwowej i siatkówki oka

● prawidłową gospodarkę żelazem

● sprawne procesy krwiotwórcze u płodu

● prawidłowy metabolizm homocysteiny

● dobrą pracę tarczycy


Gdy znamy gen i jego produkt: zajmujemy się biologią molekularna;

znamy gen i nie znamy jego produktu: zajmujemy się genetyka;

nie znamy genu, znamy jego produkt: zajmujemy się biochemią;

nie znamy genu, nie znamy jego produktu: zajmujemy się epigenetyką

~Profesor Timothy Bestor


Bibliografia:

[1] Hoyo C., Murtha A., Schildkraut J. i wsp.: Methylation variation at IGF2 differentially methylated regions and maternal folic acid use before and during pregnancy. Epigenetics, 2011; 6 (7): 928–936

[2] Maggert K.: Genetics: polymorphisms, epigenetics, and something in between. Gen. Res. Inter., 2012; doi:10.1155/2012/867 951

[3] Quintero-Ronderos P., Montoya-Ortiz G.: Epigenetics and autoimmune diseases. Autoimm. Dis., 2012; doi:10.1155/2012/593 720

[4] Hall C.J,., Epigenetics: what does it mean for paediatric practice? Paediatric & Child Health, 2014; 19 (1): 27–30

[5] Bird A: DNA methylation patterns and epigenetic memory. Genes Dev 2002, 16(1):6-21.


smear