Nowa ERA wydłużonej średniej życia w dobrym zdrowiu

Do poprawy zdrowia człowieka walnie przyczyniło się rozszyfrowanie naszego genomu. Lepsze poznanie procesów fizycznych, na przykład początku choroby albo wpływu starzenia się, wymagać będzie jednak pogłębienia wiedzy o faktycznym uporządkowaniu genów, o sposobie ich ekspresji oraz ich sekwencjach. Problemy związane z tym mechanizmem kontroli, zwanym epigenomem, mają swój udział w pospolitych chorobach, takich jak cukrzyca czy nowotwory. Nasz epigenom został także powiązany z pogarszaniem się stanu zdrowia w następstwie starzenia się. W obliczu postępującego starzenia się społeczeństwa, to wyzwanie nabiera coraz większego znaczenia.

Tymczasem istnieją dowody na możliwość cofnięcia zmian epigenomicznych. Do przeanalizowania tej możliwości potrzebne będą mapy referencyjne wszystkich istotnych typów komórek człowieka, precyzyjne modelowanie oraz prześledzenie oddziaływania czynników środowiskowych na profile genetyczne, zarówno jednostek, jak i na poziomie populacji.

Reżimy żywieniowe sposobem na ochronę i przeprogramowanie

Najnowsze wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie »Genome Biology«, kładą nacisk na prace podjęte w celu poznania jednego z takich czynników środowiskowych, a mianowicie diety. Wiadomo, że w okresie starzenia się ograniczenie spożycia pożywienia poprawia stan zdrowia i wydłuża życie wielu gatunków, np. gryzoni i rezusów. Istnieją przesłanki wskazujące, że reżimy żywieniowe mogą także poprawiać metabolizm i funkcjonowanie układu krążenia człowieka. Mechanizm ten jednakże nie został jeszcze dobrze poznany.

W toku badań, które oparły się na pracach prowadzonych w ramach finansowanego ze środków UE projektu ERA (wspomaganego przez projekty BLUEPRINT i EPIGENESYS, także finansowane ze środków UE), ustalono, że życie myszy można wydłużyć o 30% po zredukowaniu diety do 40% w porównaniu do grupy kontrolnej. Aby znaleźć wyjaśnienie, naukowcy prześledzili epigenetyczny wpływ reżimów żywieniowych na cały genom. Odkryli, że w znacznym stopniu zapobiegały one związanym z wiekiem zmianom metylacji DNA (mechanizm wykorzystywany przez komórki do kontrolowania ekspresji genów) w całym genomie. Ponadto miały także wpływ na przeprogramowanie genów metabolizmu lipidów, co skutkowało ochroną przed związanymi z wiekiem złogami tłuszczu w wątrobie i rozwojem wątrobowej insulinooporności, która jest objawem cukrzycy typu 2.

Profesor Wolf Reik, kierownik programu epigenetyki w Babraham Institute (członek konsorcjum projektu EPIGENESYS) powiedział: „Te prace znacznie pogłębiły naszą wiedzę na temat epigenetycznej regulacji starzenia się i reżimów żywieniowych poprzez bardziej bezpośrednie połączenie epigenomu ze zmianami lipidów powiązanymi ze starzeniem się w dobrym zdrowiu. Dalsze prace mogą ujawnić, czy reżimy żywieniowe tworzą w genomie trwałą pamięć epigenetyczną”.

Medycyna regeneracyjna

Wybiegając w przyszłość, artykuł informuje, że najnowsze badania przynoszą kolejne dowody na „szczególne komponenty ścieżek zależnych od poziomu składników odżywczych”, które mogą okazać się cennymi celami farmaceutycznymi leków mających zapobiegać chorobom związanym z wiekiem.

Przyszłość, w której chemia może naśladować efekty reżimu żywieniowego, redukując związane z wiekiem choroby, będzie wymagać lepszego poznania roli odgrywanej przez epigenom oraz pogłębienia wiedzy na temat leżących u jej podstaw procesów biologicznych. Międzynarodowe Konsorcjum Epigenomu Człowieka (IHEC) zostało powołane w celu koordynowania działań mających te właśnie zamierzenia osiągnąć.

Ukończony ostatnio, finansowany ze środków UE, projekt BLUEPRINT włączył się w te wysiłki. Postawione przed nim zadanie polegało na przygotowaniu około 100 epigenomów referencyjnych do badania (z naciskiem na choroby krwi) i tworzenia nowych celów dla związków chemicznych oraz na opracowaniu inteligentnych technologii na potrzeby lepszych testów diagnostycznych. Partnerzy projektu EPIGENESYS wnieśli podobny wkład, opracowując ilościową reprezentację mechanizmów epigenetycznych, która ma ułatwić modelowanie predykcyjne.

Więcej informacji:
strona projektu ERA w serwisie CORDIS
witryna projektu BLUEPRINT
witryna projektu EPIGENESYS