Epigenetica Nutriția poate lăsa urme pe genom - spectrul științei
Dieta și machiajul genetic: „Adesea medicii nu știu nimic despre asta”
Spektrum.de: Profesor Mansuy, este iresponsabil viitorilor mei nepoți să nu mănânce ulei de măsline sau nuci?
Isabelle Mansuy: Toți suntem responsabili pentru sănătatea noastră.
În noua dvs. carte, recomandați o dietă epigenetică care ar trebui să beneficieze nu numai propriilor noastre corpuri, ci și descendenților noștri. Pot dăuna sau beneficia sănătatea viitorilor mei copii, nepoți și strănepoți prin ceea ce mănânc astăzi?
În ultimii 15 ani, multe studii au arătat legături între anumiți nutrienți și modificările epigenetice. Există cercetări care arată că persoanele care s-au confruntat cu foamete prezintă un risc mai mare de boli metabolice și cardiovasculare, obezitate și mortalitate mai mare mai târziu în viață. Acest lucru le-a afectat și copiii și nepoții, iar acest efect a fost demonstrat și la șoareci și șobolani.
Cum explicați această moștenire directă care se întoarce mai degrabă la evenimentele vieții decât la mutații?
Contrar a ceea ce se credea de multă vreme, nu doar genele ne determină proprietățile. De fapt, suntem cu toții puternic influențați de ceea ce ne înconjoară - experiențele pe care le avem, mâncarea pe care o ingerăm, aerul pe care îl respirăm, sentimentele pe care le simțim. Toți acești factori pot provoca modificări chimice în ADN-ul nostru care sunt moștenite: așa-numitele metilații, modificări ale histonelor și modificări ale ARN-ului din nucleul celular (nota editorului: a se vedea „Epigenomul” de mai jos).
Dar, în exemplul foametei, avem într-adevăr nevoie de epigenetică pentru a explica efectele asupra descendenților? Când o femeie însărcinată al cărei copil a avut deja linia germinală îi este foame, celulele a trei generații sunt direct afectate.
Este adevărat. Dar studiile au inclus și persoane care erau copii în timpul foametei. Efectele au fost evidente și la nepoții lor - niciuna dintre celulele cărora nu a fost expusă. La șoareci, oamenii de știință au crescut chiar și a treia și a patra generație a acelor animale care au fost hrănite cu o dietă foarte grasă. Acești descendenți au prezentat aceleași simptome, deși niciuna dintre celulele lor nu a fost afectată direct.
Aceștia sfătuiesc uleiul de măsline să influențeze genele, astfel încât descendenții să nu dezvolte ateroscleroză. Chiar știi destul despre asta deja?
Multe experimente au arătat că extractele de ulei de măsline sau broccoli influențează activitatea genelor - în cultura celulară și la animale. A existat chiar un studiu care le-a cerut oamenilor să mănânce o mulțime de broccoli și apoi să verifice metilarea materialului lor genetic. Zeci, dacă nu sute, de studii au arătat că dieta poate afecta metilarea.
Mănânci atât de multe lucruri diferite, cum poți determina efectul unui singur aliment?
Greu, așa este. Dar aceste studii sunt susținute de date din experimente pe animale. Luați 50 de șoareci, toți având un genom identic, și hrăniți o jumătate de broccoli, cealaltă jumătate cu alimente bogate în grăsimi. Apoi vă uitați la sânge, ficat, creier și alte țesuturi care vi se par interesante. Dacă controlați toți ceilalți parametri și animalele duc altfel aceeași viață, puteți fi destul de sigur că diferențele se datorează dietei.
„Oferim o explicație a motivului pentru care este ieftin să consumați alimente foarte specifice”
De ce este necesară dieta epigenetică pe care o recomandați în cartea dvs.? În mare măsură corespunde cu ceea ce științele nutriționale recomandă oricum: o dietă mediteraneană.
Cu unele diferențe, de exemplu, consumul de broccoli și consumul de ceai verde din cauza polifenolilor și sulforofanilor pe care îi conțin. Se știe că aceste substanțe, numite „donatori de metil”, se atașează direct la epigenom. Desigur, nu este nou faptul că legumele sunt sănătoase. Dar oferim o explicație a motivului pentru care este ieftin să consumați anumite alimente.
Poți exagera cu dieta epigenetică?
Nici ingerarea prea multor broccoli sau ceai verde nu este sănătoasă. Cancerul, de exemplu, se caracterizează prin prea multă metilare. Vrei ca unele gene să fie metilate, altele preferă demetilate. Există componente alimentare care tind să întărească una sau alta. Dar, în general, donatorii de metil pot ajuta la hrănirea organismului într-un mod echilibrat. Sunt destui oameni care nu mănâncă deloc legume proaspete.
Epigenomul
Epigenetica studiază modul în care mediul ne poate afecta programul genetic. Informația genetică în sine nu este modificată. Factorii sau regulatorii epigenetici alcătuiesc epigenomul: toate modificările epigenetice care pot influența activitatea sau citirea genelor. Ele pot trece la copii, dar probabil vor dispărea după câteva generații.
O posibilă modificare epigenetică este metilarea ADN-ului: grupările metil atașate la ADN pot împiedica citirea informațiilor genetice, adică porniți sau dezactivați genele. Anexele servesc drept markeri epigenetici ai genomului. În plus față de ADN, histonele și ARN-ul (acid ribonucleic) conținut în nucleul celulei pot transmite și informații epigenetice. Histonele sunt complexe proteice în jurul cărora este înfășurat materialul genetic, iar modificările histonelor sunt modificări chimice ale histonelor care modifică gradul de ambalare al ADN-ului și afectează astfel transcripția. Genele active sunt rescrise în așa-numitul ARN messenger și, prin acest proces, cunoscut sub numele de transcripție, celula primește instrucțiunile de construcție pentru proteine. Moleculele de ARN reglatoare moștenite pot bloca procesul de sinteză a proteinelor. (eli)
Cu toate acestea, doctrina este că markerii epigenetici vor fi șterse oricum.
Acest lucru este greșit, așa cum știm astăzi. Majoritatea metilațiilor ADN și modificărilor histonice sunt șterse, chiar de două ori: în celulele germinale și apoi din nou în embrion. Dar rămân între 10 și 15%. În plus, ARN-ul din celulele germinale este implicat și în moștenire - și acest lucru nu este deloc reprogramat.
ARN este în mod normal informația genetică în care ADN activat este transcris. Cum ajunge în spermă?
Că există chiar ARN în spermă este o nouă descoperire. Spermatozoizii au doar sarcina de a aduce informațiile genetice în celula ovulului. De aceea, ADN-ul de acolo este strâns ambalat și inactiv; nu se formează ARN. În interiorul spermei se află ARN care provine din etapele anterioare de dezvoltare a celulelor germinale. Acest ARN este foarte sensibil la influențele de mediu, cum ar fi alcoolul, drogurile, nutriția și toxinele de mediu, în special în copilărie și adolescență.
Faptul că acest ARN este prezent nu înseamnă că poate provoca modificări epigenetice la descendenți.
De exemplu, am extras ARN din sperma șoarecilor traumatizați și l-am injectat în celule ovuloase fertilizate. Descendenții au dezvoltat simptome ale traumei fără a fi expus vreodată la aceasta. ARN-ul spermatic în sine este suficient pentru a declanșa simptome la descendenți.
Dar tot sunt șoareci ...
Avem și descoperiri despre oameni. Echipa mea lucrează cu un laborator din Pakistan care face verificări ale fertilității. Întrebăm bărbații care sunt examinați acolo dacă ar dori să completeze un chestionar despre copilăria lor. 100 au participat deja. O treime nu are experiențe traumatice. Un al treilea a suferit cel puțin un traumatism înainte de vârsta de 17 ani și un alt treime a suferit mai multe traume severe. Le-am analizat probele, iar unii markeri epigenetici au fost modificați așa cum erau la șoarecii noștri traumatizați. Cu cât trauma este mai severă, cu atât schimbarea este mai mare.
„Dacă oamenii mănâncă o dietă foarte grasă, modificările epigenetice pot fi măsurate în sângele care va dura săptămâni întregi”.
La ce ne servește să știm că bolile sunt moștenite epigenetic?
Nu au fost găsite cauze genetice pentru multe boli complexe. Gemenii, de exemplu, au același genom, dar uneori unul se îmbolnăvește, iar celălalt nu. În aceste cazuri se poate presupune că factorii epigenetici sunt responsabili. Din păcate, medicii de multe ori nu știu nimic despre asta. Va dura mai mult timp pentru ca rezultatele să pătrundă.
Faptul că influențele de mediu pot provoca boli nu este nimic nou - epigenetica este necesară pentru a explica acest lucru?
Există multe dovezi că toxinele din mediu, alcoolul, fumatul și drogurile modifică profilul epigenetic din sânge și salivă. Chiar dacă oamenii au o dietă foarte grasă, modificările epigenetice pot fi măsurate în sânge, care va dura săptămâni, chiar dacă își schimbă obiceiurile alimentare.
Este doar o corelație, nu o relație cauzală.
Cu oamenii, da, nu există o altă modalitate de a o arăta. De aceea facem experimente pe animale în care putem controla totul. Șoarecii noștri au toți exact același genom. La aceste animale, diferențele trebuie să fie cauzate de modificări epigenetice.
„Oamenii cu depresie se simt adesea vinovați. Gândul că ar putea avea o povară familială îi ajută «
Mulți au deja suficiente probleme - dacă acum trebuie să vă ocupați și de strămoșii voștri și sunteți responsabil pentru generațiile viitoare, va fi cam mult, nu credeți?
Dacă mi s-ar spune că există o problemă cu strămoșii tăi și acum trebuie să suporti povara - asta ar fi o veste proastă. Dar mulți oameni suferă de tulburări psihice și încearcă să înțeleagă ce nu este în regulă cu ei. Persoanele cu depresie, în special, se simt adesea vinovate. Gândul că ar putea avea o povară familială îi ajută. Sper că descoperirile epigenetice vor ajuta la eliminarea stigmatului.
Ca pacient, ce anume poți face cu el când afli că ai moștenit o tulburare?
Șoarecii traumatizați știm că beneficiază foarte mult de un mediu favorabil. Cuștile cu spațiu pentru a juca și degaja aburi, grupuri și o alimentație bună pot atenua consecințele traumei. Există speranța că modificările epigenetice sunt reversibile, chiar și în cazul traumatismelor severe. Asta înseamnă: cu epigenomul avem ocazia să schimbăm ceva.
Deci, pentru oameni, trebuie doar să găsiți echivalentul unei cuști grozave?
Trebuie să privim corpul și mintea în ansamblu. De exemplu, trauma poate explica o boală metabolică. Și în cazul tulburărilor psihice, nu este doar o chestiune de dispoziție, ci și de mediul social, dietă și multe altele. Mulți profesioniști din domeniul sănătății și psihiatri prescriu medicamente fără a înțelege cu ce fel de problemă se confruntă pacientul. Psihologii sunt mai buni în acest moment, deoarece încearcă să înțeleagă oamenii în toată complexitatea lor. Cred că psihoterapia este mai eficientă decât medicamentele psihotrope.