Studija sa Državnog univerziteta Severne Karoline otkrila je da promene uzrokovane životnom sredinom specifičnih oblasti genoma – poznatih kao regioni kontrole otiska – tokom ranog razvoja mogu doprineti riziku od razvoja Alchajmerove bolesti i da crnci mogu biti više pogođeni nego belci. . Rad doprinosi našem razumevanju načina na koji faktori životne sredine mogu doprineti genetskim promenama i podložnosti bolestima.
Studija je objavljena u časopisu Clinical Epigenetics.
„Što se tiče genetike i bolesti, uvek mislim na analogiju dr Keneta Oldena: genetika puni oružje, a okruženje povlači okidač“, kaže Ketrin Hojo, profesor bioloških nauka u NC State i ko-korespondentni autor istraživanja.
„U stvari, Institut za medicinu je procenio da epigenetski odgovor na životnu sredinu – kako naši geni reaguju na okolinu – doprinosi između 70% i 90% rizika od hroničnih bolesti. A znamo da u slučaju Alchajmerove bolesti, samo oko 5% slučajeva je porodično ili nasledno.
„Takođe znamo da se rizik od razvoja neporodične ili sporadične Alchajmerove bolesti razlikuje u zavisnosti od rase—crnci imaju dvostruko veću učestalost od belaca“, nastavlja Hojo. „Zato smo želeli da vidimo da li možemo da identifikujemo stabilne epigenetske karakteristike – delove epigenoma za koje je malo verovatno da će se promeniti kada se jednom uspostave – koje su razlikovale Alchajmerov mozak od onih bez bolesti.“
Konkretno, istraživački tim je koristio imprintom – regione kontrole otiska (ICR) u ljudskom genomu koji regulišu ekspresiju utisnutih gena – da identifikuje stabilne epigenetske karakteristike koje su razlikovale ljude sa Alchajmerovom bolešću od onih bez njih.
Utisnuti geni se razlikuju od drugih gena jer je aktivna samo jedna roditeljska kopija utisnutog gena. Druga kopija je metilirana, ili utišana, u ranom razvoju. Pored toga, kod ovih gena, oznake metilacije koje kontrolišu njihovu ekspresiju su podložne uticajima okoline.
„Sa utisnutim genima, ne postoji rezervna kopija u slučaju mutacije“, kaže Rendi Jirtl, profesor epigenetike u NC State i ko-korespondentni autor istraživanja. „ICR-ovi kontrolišu ekspresiju ovih gena—drugim rečima, oni govore utisnutim genima gde, kada i kako da rade kroz metilaciju DNK. I ove oznake metilacije u ICR-ovima se obično ne menjaju osim ako se ne promene u ranoj fazi razvoja, bilo pri začeću ili ubrzo posle toga.“
Za studiju, tim je imao uzorke moždanog tkiva od 17 donatora – osam normalnih mozgova i devet sa Alchajmerom. Svaka grupa je podeljena između ne-Hispanskih belih i ne-Hispanskih crnih donora (Alchajmerova grupa je imala pet uzoraka od crnih donora i četiri od belih donora).
Tim je sekvencirao ceo genom za svaki uzorak, a zatim je tražio ICR-ove u mozgu Alchajmerove bolesti koji su bili previše ili nedovoljno metilovani u poređenju sa zdravim mozgovima.
Pronašli su 120 različito metiliranih ICR u mozgu Alchajmerove bolesti. Četrdeset je pronađeno u kombinovanoj crno-beloj populaciji; međutim, 81 ICR je pronađen samo u populaciji crnaca, a 27 samo u beloj populaciji.
Različito metilovani ICR zajednički za obe populacije su povezani sa (MEST/MESTIT1), očevo eksprimiranim genom i NLRP1, predviđenim utisnutim genom uključenim u upalu mozga.
„Važnost pronalaženja zajedničkih ICR-a je da bi nam to moglo pomoći da razvijemo univerzalne testove za potencijalne markere bolesti“, kaže Hojo. „Ali bilo je veoma zbunjujuće otkriti da je crnačka populacija imala skoro tri puta više pogođenih ICR-a od bele populacije.“
„Kada vidite taj nivo razlike, i znate da su promene koje pronalazite verovatno rano uzrokovane interakcijama životne sredine, jedno od mogućih objašnjenja je da postoje jedinstveni ili različiti stresori u toj populaciji, a ti epigenetski efekti se prenose.“
Istraživači se nadaju da bi rad mogao dovesti do testiranja i ciljanih ranih intervencija za sprečavanje Alchajmerove bolesti.
„Znamo da ciljana prevencija tokom dužeg perioda može da promeni rizik“, kaže Hojo. „Dakle, ako možete rano upozoriti ljude na njihov rizik i primeniti ciljane intervencije, mogli biste sprečiti početak bolesti.“
„Epigenetika je nauka o nadi“, kaže Jirtle. „Ne možete nužno da preokrenete genetske mutacije, ali kada znate da rizici od bolesti proističu iz promena u epigenomu, možete ih potencijalno negirati.“
