Супергены. На что способна твоя ДНК?

За созданием «болезни Альцгеймера в чашке», как назвали этот эксперимент в «New York Times», когда результаты исследования опубликовали в журнале «Nature», последовала дискуссия, которая продолжалась 30 лет и была самой крупномасштабной за все время исследования болезни Альцгеймера[3]. Дискуссия была посвящена в основном вопросу, может ли избыток амилоида вокруг пораженных клеток мозга быть фактической причиной образования сплетений внутри клеток и вести к их отмиранию. (Сплетения – это аномальные скопления белка внутри мозговых клеток. Их наличие совершенно точно указывает на болезнь Альцгеймера.) Новое исследование говорит о том, что болезнь Альцгеймера – самая распространенная причина слабоумия у пожилых людей и страдающие этой болезнью люди часто испытывают большие проблемы со сном. При том, что на расстройства сна не обращают внимания и часто считают их следствием болезни, нам известно, что они происходят на ранних этапах и могут стать причиной болезни Альцгеймера. Многочисленные данные указывают на то, что цикл сна и бодрствования тесно связан с выработкой β-амилоида в мозгу человека и мышей с болезнью Альцгеймера. Как показали результаты исследований коллеги Руди Дэвида Хольтцмана из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, больше амилоида вырабатывается на более высоких уровнях мозга, когда мы бодрствуем и нервные клетки более активны.

Рак груди

Рак груди – еще одно заболевание со сложным комплексом факторов риска. Ученые Университетского колледжа Лондона обнаружили большую часть эпигенетической сигнатуры рака груди, когда изучали здоровых женщин, а затем продолжили исследование с женщинами, страдавшими от рака груди с мутацией гена BRCA1 или без нее. Мутациями гена BRCA1 обусловлены около 10 % случаев рака груди, но остальные 90 % в основном так и остаются загадкой. Вопрос состоит в том, насколько «утерянная наследуемость» обусловлена эпигенетически. Оказалось, что эпигенетические изменения у обеих групп женщин были очень похожи. Иными словами, изменения не зависели от наследования мутации гена BRCA1. Когда эпигенетическая сигнатура заболевания известна, становится возможным предсказать, кто из женщин находится в группе риска развития рака груди, до того, как заболевание обнаружат, и это огромное преимущество, учитывая, что каждый год им заболевают 250 000 женщин, причем 40 000 со смертельным исходом.

Болезнь Альцгеймера – самая распространенная причина слабоумия у пожилых людей, и страдающие этой болезнью люди часто испытывают большие проблемы со сном.

То, что влияние эпигенетики на риск столь очевидно, означает, что необходимо в корне пересмотреть и изменить образ жизни и начать с питания. В перечень продуктов питания и пищевых добавок, ценность которых в снижении риска развития рака груди подтверждена, входят аспирин, кофе, зеленый чай и витамин D.

В случае с аспирином самые достоверные данные удалось получить по результатам исследования, длившегося 30 лет, в котором участвовали 130 000 человек. У тех, кто регулярно принимал аспирин (минимум 2 таблетки аспирина для взрослых в неделю), наступило улучшение в 20 % случаев рака ЖКТ и в 25 % случаев колоректального рака. По результатам исследований именно этих разновидностей рака нельзя судить о раке в целом, и участникам программы потребовалось принимать аспирин в течение 16 лет, чтобы результаты были достоверными. В случае прекращения приема аспирина на протяжении 3–4 лет прекращался и его эффект. Причина эффективности аспирина против рака связана с его противовоспалительным действием (что неудивительно) и доказанной способностью противостоять формированию новых раковых клеток.

Сердечно-сосудистые заболевания

Нам также известно, что риск развития сердечно-сосудистых заболеваний обусловлен генетической предрасположенностью и образом жизни, но, как в случае диабета и рака груди, влияние также оказывают эпигенетические изменения (метилирование), из-за которых активность некоторых генов прекращается. Одно из исследований обнаружило, что уровень содержания в крови двух видов жиров (триглицериды и липопротеин очень низкой плотности (VLDL) холестерин) связан с метилированием гена под названием карнитин-пальмитоилтрансфераза 1A (или CPT1A). Этот ген вырабатывает энзим, который необходим для сжигания жиров. Когда эпигенетические механизмы прекращают его активность, вместо того чтобы трансформироваться в энергию, жирные кислоты остаются в кровотоке, чем повышают риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний. На метилирование гена CPT1A влияют питание, употребление алкоголя и курение.

Алкоголь и гены