Gemenii schimbați ajută la epigenetică

Prin integrarea informațiilor genetice și epigenetice, putem explora relația dintre genom, mediul pre- și post-natal și riscul de boală.

Andrew P. Feinberg, profesor de oncologie, biologie moleculară și genetică la Școala de Medicină a Universității Johns Hopkins, a prezentat într-o lucrare sumară în The New England Journal of Medicine (Rolul cheie al epigeneticii în prevenirea și atenuarea bolilor umane) că genetica și informațiile de integrare epigenetică pentru a conduce la înțelegerea cauzelor bolilor comune, cum ar fi cancerul, bolile autoimune sau diabetul de tip 2.

Informațiile epigenetice în trei forme sunt controlate de secvența genomului, expunerea mediului și evenimentele aleatorii stochastice, astfel încât epigenetica servește ca o interfață între genom, dezvoltare individuală și expunerea mediului, scrie Fenberg (trei forme de informații epigenetice: metilarea ADN, histone 200 modificări post-tradiționale cunoscute, precum și organizarea de ordin superior a structurii cromatinei, de exemplu formarea buclelor/buclelor).

În ultimul deceniu, a apărut o nouă disciplină, epidemiologia epigenetică, un studiu de epigenetică la nivel de populație care combină cercetarea variației genetice și expunerea la mediu pentru a explica dezvoltarea bolilor comune mediate de epigenom și promite că știința va rezolva în cele din urmă întunericul genetic. misterul materiei, adică oferă un răspuns la modul în care moștenirea care stă la baza bolilor comune. Cercetarea asupra variației genetice, doar secvențierea, nu este în măsură să explice dezvoltarea bolilor pur și simplu pentru că, conform stării actuale a științei, 80% din riscul bolilor umane este cauzat de factori de mediu,.

Instrumentul principal al epidemiologiei epigenetice este studiul asocierii întregului epigenom, a cărui principală problemă este rolul tipurilor de celule, adică nu știm în prezent cât de mult reprezintă examinarea probelor de sânge organul țintă, de ex. modificarea epigenetică a țesuturilor cerebrale. Cercetarea TaRGET II, finanțată de Institutul Național de Științe ale Sănătății Mediului, care compară efectele epigenetice ale toxinelor asupra celulelor din diferite organe la șoareci, încearcă să abordeze această problemă în speranța că rezultatele vor fi aplicabile celulelor umane. O altă dificultate cu studiile de asociere a epigenomului întreg este de a determina cauzalitatea: de a determina dacă modificarea epigenetică a fost cauza sau consecința bolii. Cu toate acestea, chiar și în cazurile în care modificarea epigenetică este doar o consecință, schimbarea epigenetică în sine poate servi ca un marker al bolii înainte de apariția simptomelor, cum ar fi de ex. În boala Alzheimer sau schizofrenie. Astfel, epigenetica ar trebui integrată în evaluarea riscurilor și prevenirea bolilor, iar analiza epigenomală poate fi utilă și în prezicerea răspunsului terapeutic.

În viitor, va fi important să combinați genomul întreg și studiile de asociere cu epigenom complet pentru a explora mecanismul altor boli comune, inclusiv stările de boală autoimună, adaugă Feinberg. Este deja clar astăzi că genomul și epigenomul sunt implicate în dezvoltarea artritei reumatoide și a alergiilor alimentare și este foarte probabil ca acesta să fie și cazul predispoziției la diabetul de tip 2: efectul variației genetice este prin metilarea ADN-ului.

În plus față de studiile la nivel de populație, studiul gemenilor identici se confruntă și cu o renaștere în epigenetică. Epigenetica diferită a indivizilor cu diferite secvențe de ADN crescute în medii diferite din diferite motive (de exemplu, adoptarea datorită politicii unice chineze, schimbul aleatoriu de copii pentru cupluri gemene născute în același timp în obstetrică americană, braziliană, columbiană, spaniolă) ajută la evaluarea riscului a diferitelor boli și înțelegerea patomecanismului lor. Studiile efectuate până în prezent au arătat rezultate în diabet, autism, schizofrenie, paralizie cerebrală, boală tiroidiană autoimună și scleroză laterală amiotrofică.