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.

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

Даже на алкогольную зависимость можно повлиять на эпигенетическом уровне. Алкоголизм наносит тяжелый урон не только здоровью его жертв, но и членам их семей, каждый тридцатый случай алкоголизма смертелен. Самые известные гены, связанные с алкогольной зависимостью, – алкогольдегидрогеназа (ADH) и альдегид-дегидрогеназа (ALDH). Оба вырабатывают энзимы, которые помогают расщеплять алкоголь внутри организма. Но варианты этих генов объясняют лишь небольшую степень наследуемости алкоголизма. «Утерянная наследуемость», скорее всего, обусловлена эпигенетическими изменениями, привязанными к центрам удовольствия мозга, которые и дают человеку чувство удовлетворения, когда он выпьет.

Теперь мы знаем, что эти центры удовольствия изменяются на уровне генной активности, которая начинается после употребления алкоголя. Это значит, что разные люди по-разному реагируют на потребление алкоголя в зависимости от активности их генов. У запойных алкоголиков может повыситься уровень вещества под названием гомоцистеин, что в конечном счете приведет к метилированию, которое прекращает активность определенных генов. Такая генная активность может загнать в порочный круг, в котором реакция на удовольствие и боль изменяется, появляется неудержимое желание выпить как можно больше, а удовольствия это приносит все меньше.

Психические расстройства

Помимо всего прочего, эпигенетические изменения могут быть связаны с такими психическими расстройствами, как шизофрения и биполярное расстройство. Однако попытки обнаружить наследуемые генные мутации, которыми эти заболевания обусловлены, пока имеют переменный успех. Это, опять же, указывает на возможную важность эпигенетики в заполнении утерянной наследуемости и роли образа жизни. Поступает все больше доказательств, что шизофрения и биполярное расстройство не обязательно гарантированы из-за генных мутаций, передаваемых по наследству, или зависят от них.

Подозревать во влиянии на образ жизни человека можно питание, химические токсины и воспитание, которое также влияет на эпигенетические изменения. Образ жизни может определять эпигенетические метки, которые человек приобретает с рождения, но эксперименты на мышах показали, что можно унаследовать другие эпигенетические метки. Возможно, они появляются как последствия образа жизни родителей или даже их родителей. (Пожалуйста, имейте в виду, что мы не хотим ни на кого переложить вину. Вопрос эпигенетики психических заболеваний изучен еще не вполне основательно. Еще никто не связывал А и Б при любом образе жизни, который может привести к психическим расстройствам.)

При полноэпигеномном исследовании шизофрении и биполярного расстройства предсказуемо удалось обнаружить эпигенетические метки на некоторых генах, например, на тех, которые производят нейрохимические соединения, которые и раньше связывали с психическими расстройствами. Но кое-что было менее предсказуемым. Например, активность иммунных генов в комплексе гистосовместимости (HLA) повысилась. Это позволяет предположить, что иммунная система может каким-то образом относиться к склонности к шизофрении и биполярному расстройству. Конечно же, в этом вопросе, а также в вопросе других эпигенетических сигнатур, связанных с риском, причина и следствие представляют проблему. Откуда мы можем знать, появились ли эпигенетические метки до возникновения заболевания (причина) или как его результат (следствие)? Пока что безопасно будет сказать, что эпигеномные тесты каждого отдельного заболевания станут бесценными для каждого его аспекта, от предотвращения до полного излечения.

На самом деле мы весьма оптимистично смотрим на путь, которым идет современная генетика, но реалистический взгляд нам тоже не чужд. Остается острое разногласие между двумя сферами – видимого и невидимого. Все мы живем в обеих этих сферах, и сей факт нельзя игнорировать. Когда клеточный биолог смотрит в микроскоп, он может заметить миллионы изменений в функционировании клетки, но нельзя увидеть самый основной компонент – опыт, за которым следуют эти изменения. Нефизический аспект влияет на жизнь человека каждую секунду его жизни, и мы считаем это основной причиной того, почему генетикам следует смотреть поверх материализма и оценки вероятностных шансов.