Priekopník epigenetiky, profesor Moshe Szyf, nám o tom porozprával pre Hospodárske noviny.
Štúdia o tom, že starostlivosť dokáže pozmeniť gény začala potkanmi. Presnejšie, potkaními matkami, ktoré olizujú svoje mláďatá. Ako sa tento epigenetický výskum začal?
Bolo to trochu náhodné. Epigenetike som sa venoval posledných asi tridsať rokov, pričom mojím hlavným cieľom bola rakovina. Tvrdili sme, že rakovina je epigenetická choroba a začali sme pripravovať liek proti epigenetickému „stroju“ na liečbu choroby. Nebol som behaviorálnym vedcom. Ale stretol som sa s kolegom z univerzity McGill, sedeli sme v bare a pili pivo. A po niekoľkých pohároch sú ľudia, viete, otvorenejší. Povedal mi o svojej práci o materinskej starostlivosti. Zo začiatku som si myslel, že je to strata času a peňazí. Ale potom mi začal hovoriť o dlhodobom vplyve rozdielneho správania potkaních matiek k mláďatám. Obrovské rozdiely medzi mláďatami, ktoré dospejú, naznačoval, že v prírode existuje niečo, čo úplne nechápeme. A to spôsob, akým sa starostlivosť transformuje do fyzických vlastností. Na prvý pohľad to vyzerá ako nejaké naivné reči o tom, ako mama má rada mláďatá a ako im to pomáha – tak by to zhodnotil každý. Pointa však je, ako to naozaj funguje?
To bol moment, keď ste prepojili výskum rakoviny s materinskou starostlivosťou?
Presne. V podstate to, čo sme spravili, bolo, že sme vzali poznatky z výskumu rakoviny – teda, že gény dokážu byť naprogramované. Uvedomili sme si, že možno môžu byť naprogramované aj skúsenosťou a to vysvetľuje, ako dokáže jeden gén robiť rôzne veci. Predtým sme si nemysleli, že zmenu môže vyvolať skúsenosť. Do úvahy sme vzali normálny proces embryogenézy, teda ako embryo rastie v maternici, chápali sme, že to zahŕňa epigenetické procesy, ale tiež že sú automatické a predvídateľné. Vieme, že noha bude noha, oko bude oko. Tieto rozdiely sú tiež epigenetické, ale nie sú spôsobené vonkajším vplyvom. Pre genómy sú interné, genóm vie, ako sa epigeneticky naprogramovať. Ale fakt, že vonkajšia skúsenosť, dokonca aj sociálna skúsenosť, nie len drogy alebo niečo reálne, dokážu využiť epigenetický systém fungovania génov, to bolo naozaj náročné pochopiť. A trvalo nám veľmi dlho, kým sme na to prišli.
Znie to, ako by to popieralo známe tvrdenie: „To sú gény, to nezmeníš.“
No, koniec-koncov „len“ gény. Ale naše gény sú natoľko šikovné, že si vytvorili systém, ako sa prispôsobiť vzhľadom na nejakú skúsenosť. Ak by sme mali len nemenné gény, mali by sme veľký problém prispôsobovať sa prostrediu, pretože to sa stále mení. A často je zmena absolútne neočakávateľná. Takže je nereálne, aby genómy prežili bez epigenetického mechanizmu. To sme podcenili a teraz začíname zisťovať, že veľká časť toho, kto sme, nie je definovaná iba sekvenciou DNA, teda takzvanými génmi, ale že tieto gény sú naprogramované. A to, ako budú naprogramované, závisí od toho, čo robíme.
Keď hovoríme o programovaní, kto môže byť hlavným programátorom? Je to, ako sme spomínali, iba matka?
Toto nevieme naisto. Ale pri cicavcoch, a ľudia sú cicavce, matka hrá veľmi dôležitú rolu, pretože je ako jediná v kontakte už aj s embryom. Keď sa mláďa narodí, matky cicavcov ich kŕmia a sú s nimi vo veľmi blízkom kontakte. Dieťa je od matky závislé, bez nej by zahynulo. V súčasnosti máme rôzne náhrady, napríklad mlieka a dieťa by prežilo, ale kedysi to tak nebolo. Cicavce majú výnimočnú moc nad programovaním DNA ich potomkov.
Znamená to všetko, že prostredie a podmienky, v ktorých dieťa žije a obklopujú ho, sú dôležitejšie ako genetika?
Áno, to je pointa.
Vieme teda, že úloha matky v živote dieťaťa má ďalekosiahle následky aj v dospelosti. Vo vašej štúdii spomínate, že aj závislosti, prípadne potenciálny úspech či neúspech človeka v živote môže byť priamo prepojený na materinskú lásku a starostlivosť. Môže matka takto predurčiť budúcnosť potomkov?
Je mnoho dôkazov o tom, že tak ako materinská starostlivosť je dôležité aj vzdelanie matky. Je to extrémne dôležité aj pri určovaní budúceho úspechu dieťaťa. Najmä matky, ktoré sú vzdelané, majú v sebe viacero vecí, ktoré z nich môžu robiť dobré matky. Nemusí to, naopak, znamenať, že nevzdelané matky nemôžu byť dobrými. Ale vzdelanie matky pomerne dobre predznamenáva budúcnosť dieťaťa.
Celý tento výskum silno nahráva adoptívnemu rodičovstvu. Naznačuje, že aj adoptívny rodič môže výrazne ovplyvniť budúcnosť dieťaťa bez ohľadu na gény.
To, čo doteraz vieme aj zo zvieracích štúdií aj zo štúdií na ľuďoch je, že dobrá adoptívna matka môže mať na dieťa, najmä v jeho ranom veku, obrovský pozitívny vplyv. Experimenty v rumunských sirotincoch, v ktorých zobrali deti a dali ich do starostlivosti vybraným „dobrým“ rumunským matkám dokázali, že týmto deťom sa darilo rovnako dobre ako biologickým deťom porovnateľných matiek. A oveľa lepšie ako deťom, ktoré ostali v sirotinci. Takže nie sú to gény, čo matka posúva svojim deťom. Je to jej správanie. Aj počas tehotenstva však prebiehajú určité epigenetické procesy. Matka má s embryom vzťah a to hrá dôležitú rolu. Je to niečo, čo náhradné rodičovstvo nezmení, pretože sa to deje ešte pred narodením.
Veľa hovoríme o matkách, ale v súčasnosti hrajú čím ďalej, tým väčšiu rolu aj otcovia. Majú schopnosť takto vplývať na deti aj otcovia?
Doteraz role otca úplne nerozumieme, pretože experimentálny model, ktorý máme na zvieratách rolu otca nepozná, teda s výnimkou posúvania génov. Aj v prípade ľudí sa rola otca zvýraznila až v poslednom období. Nevieme, aký dosah to bude mať. Ale myslím si, že doteraz už vieme dosť zo psychológie a iných podobných disciplín o tom, že otec je dôležitý, akurát nevieme, ako veľmi.
Zistenia, že gény sú programovateľné, otvára nové možnosti liečby chorôb. Už ste spomínali rakovinu. Aké iné lieky založené na epigenetike je možné vytvoriť?
Nie sú to len epigenetické lieky, ktoré môžu pomôcť. Epigenetické procesy nastávajú napríklad aj keď začnete cvičiť. Ľudia si myslia, že by mali cvičiť, aby spálili kalórie. To však nie je také dôležité. Dôležité je, že to preprogramuje gény. Lebo dostanú signál, že už ste človek, ktorý cvičí a športuje a začnú s potravou a tukom nakladať inak, ako keď ste necvičili. Takýto druh správania je signálom na preprogramovanie génov.
A čo tie choroby?
Mnohí ľudia sú už teraz liečení epigenetickými liekmi na rakovinu. Dnes rozmýšľame aj nad tým, že by sme sa s týmto druhom liekov presunuli do oblasti mentálnych chorôb. V budúcnosti by mohli pomôcť napríklad aj s cukrovkou či poruchami imunity.
Znamená to, že dáte niekomu látku, ktorá preprogramuje jeho DNA?
Áno, nebude to dokonalé, pretože liek nikdy nedokáže presne skopírovať procesy v našom tele, ale umožní to systému preorganizovať sa.
Môžete takto preorganizovať celý systém?
Nie, len tie časti, ktoré sú tomu otvorené. Čo znamená, že niektoré časti treba otvoriť. Napríklad pri liečení závislostí ukážeme závislej osobe video z párty, na ktorej prvýkrát vyskúšal drogy, čím otvoríme časť systému, ktorá reaguje na túto konkrétnu spomienku. Keď je otvorená, môžeme ho znova naštartovať a pozmeniť. Ale to sú testy, ktoré robíme zatiaľ len na zvieratách.
Znie to pomerne nebezpečne. Môže sa pri takomto preprogramovaní niečo pokaziť?
Áno, dá sa napáchať škoda, musí sa to spraviť dobre.
Kto je Moshe Szyf
Jeden z priekopníkov epigenetiky sa venuje výskumu rakoviny a behaviorálnej epigenetike. Szyf je profesor farmakológie a terapeutiky na univerzite McGill v Kanade. Titul PhD. získal na Hebrew University a v rámci postdoktorandských štúdií pôsobil v oblasti genetiky na Harvard Medical School. Je považovaný za „Charlesa Darwina“ v epigenetike. V Bratislave vystúpil ako jeden zo spíkrov na konferencii TedX Bratislava.
Čo je epigenetika
Epigenetika sa zaoberá skúmaním zmien v organizmoch spôsobených modifikáciou len génového prejavu, nie zmeny genetického kódu ako takého. Epigenetický mechanizmus je ovplyvnený externými faktormi ako životný štýl, cvičenie a pohyb, stres a ako vyplýva zo štúdií, aj materinská starostlivosť v detstve.