Wpływ na długowieczność: Epigenetyka i zegary biologiczne.

Czy mamy wpływ na nasze geny?

2025.01.23 AD.


Prof. dr hab. Marek Postuła: Wiele informacji jest przenoszonych w naszych genach, jednak możemy mieć wpływ na nasze geny. Tym zajmuje się epigenetyka. To pojęcie po raz pierwszy zostało zastosowane przez Conrada H. Waddingtona, brytyjskiego biologa już w połowie XX wieku.

A jeszcze wcześniej, w 1890 roku, August Weismann, niemiecki biolog i genetyk próbował zrozumieć, czy to, w jaki sposób wpłyniemy na nasz organizm może być przekazywane na następne pokolenia. Przeprowadził dość okrutny eksperyment na myszach, którym obcinał ogony; uznał, że jeśli faktycznie możemy mieć wpływ na geny, to kolejne pokolenie myszy powinno urodzić się z krótszymi ogonami, gdyż powinna to być cecha przekazywana na następne pokolenia. Okazało się jednak oczywiście, że mysie dzieci urodziły się z normalnymi ogonami, bo dziedziczenie i przekazywanie epigenetyczne nie jest takie proste.

Jak żyć 120 lat. Prof. Postuła: Mamy już pięć leków na długowieczność

Czym dokładniej jest epigenetyka?

Epigenetyka to fascynująca dziedzina nauki, która zajmuje się badaniem mechanizmów regulujących aktywność genów, ale niezwiązanych ze zmianą sekwencji DNA.

Mówiąc prościej, to sposób, w jaki nasze geny są „włączane” i „wyłączane” pod wpływem różnych czynników, takich jak styl życia, dieta, stres czy środowisko, w którym żyjemy. Najważniejsze mechanizmy epigenetyczne obejmują metylację DNA, czyli dodawanie grup metylowych do cząsteczek DNA, co może wyciszać ekspresję genów. Innym mechanizmem jest modyfikacja białek histonowych, wokół których owija się DNA. Te mechanizmy decydują o tym, jak ściśle zapakowane jest DNA i czy dany gen jest „dostępny” do odczytania. Są też małe cząsteczki RNA, takie jak miRNA, które regulują geny na innych poziomach.

Epigenetyka odgrywa też kluczową rolę w wielu chorobach, takich jak nowotwory, choroby neurodegeneracyjne, cukrzyca czy schorzenia sercowo-naczyniowe. Dzięki tej wiedzy rozwijają się terapie epigenetyczne, które pozwalają precyzyjnie ingerować w te mechanizmy, co otwiera drzwi do personalizowanej medycyny.

Co ciekawe, epigenetyka pokazuje, jak duży wpływ na nasze zdrowie mają czynniki zewnętrzne. Na przykład

to, co jemy, jak śpimy, czy jesteśmy aktywni fizycznie, a nawet poziom stresu, może zmieniać nasze mechanizmy epigenetyczne. To oznacza, że nasze wybory życiowe mogą modyfikować sposób działania naszych genów, a te zmiany mogą być nawet dziedziczone przez kolejne pokolenia.


Sztandarowym przykładem, w jaki sposób warunki środowiskowe mogą mieć wpływ na ekspresję genów, jest wpływ głodu, który miał miejsce podczas II wojny światowej – od września 1944 do maja 1945 w Holandii – na kolejne pokolenia. Ponad 20 tys. osób zmarło wtedy powodu głodu. Ponieważ jednak Holandia jest krajem, w którym po II wojnie światowej bardzo rozwinęła się nauka i medycyna, badano, jaki wpływ miało to wydarzenie na kolejne pokolenia.

Okazało się, że dzieci kobiet, które były w ciąży w trakcie okresu głodu, znacznie częściej miały otyłość, cukrzycę typu 2. Ich geny zostały de facto przestawione na sytuację kryzysową. Ograniczenia kaloryczne z okresu płodowego spowodowały zmiany metaboliczne.

Zostały uruchomione mechanizmy gromadzenia energii – stad te dzieci częściej były otyłe, częściej miały też cukrzycę typu 2. Tak więc geny, jakie dziedziczymy po rodzicach, są bardzo ważne, jednak bardzo ważna jest też ekspozycja na czynniki środowiskowe. To informacja dla każdego z nas. Często w młodym wieku nie myślimy, że to, w jaki sposób żyjemy, na jakie substancje się narażamy, ma wpływ na to, jaką jakość życia będą miały nasze dzieci. Innymi słowy: to, jak żyjemy dziś, jak się odżywiamy, czy żyjemy w stresie, ma wpływ nie tylko na nas, ale też na kolejne pokolenia.

Czym są zegary biologiczne?

Wszyscy wiemy, że nasz wiek biologiczny może różnić się od wieku chronologicznego. Pierwszy zegar biologiczny stworzył Steve Horvath – wybitny naukowiec specjalizujący się w epigenetyce. Jego innowacyjne narzędzie, zwane zegar Horvatha, jest oparte na analizie metylacji DNA, czyli procesie, w którym grupy metylowe przyłączają się do określonych miejsc w DNA, wpływając na ekspresję genów. Zegar Horvatha analizuje ponad 353 specyficznych miejsc metylacyjnych w naszym genomie, związanych z kluczowymi procesami biologicznymi i starzeniem się organizmu. Te miejsca są rozmieszczone w genach regulujących różnorodne funkcje organizmu, takie jak regeneracja komórek, odpowiedź na stres oksydacyjny, procesy zapalne czy wreszcie funkcje układu odpornościowego.

Oprócz określenia naszego wieku biologicznego, zegary biologiczne mają jeszcze jedną kluczową zaletę: umożliwiają ocenę skuteczności interwencji mających na celu spowolnienie procesu starzenia. Dzięki temu możemy sprawdzić, czy stosowane strategie, takie jak zmiana stylu życia, suplementacja, terapie farmakologiczne czy nowe technologie, faktycznie przynoszą korzyści i opóźniają procesy starzenia.

Jednym z najnowocześniejszych narzędzi w medycynie długowieczności jest DunedinPACE (Pace of Aging Computed from the Epigenome), które pozwala mierzyć tempo starzenia organizmu. Jest to wskaźnik epigenetyczny opracowany na podstawie długoletnich badań populacyjnych przeprowadzonych w Dunedin, w Nowej Zelandii. W przeciwieństwie do zegarów biologicznych, takich jak zegar Horvatha, które wskazują wiek biologiczny, DunedinPACE koncentruje się na tym, jak szybko organizm starzeje się w czasie rzeczywistym.

Rozumiejąc mechanizmy epigenetyczne będziemy w stanie zatrzymać procesy prowadzące do szybszego starzenia się, powstawania chorób nowotworowych, chorób cywilizacyjnych, cukrzycy.

Prof. dr hab. Marek Postuła, profesor kardiologii zorientowany na długowieczność, kierownik Pracowni Farmakogenomiki, Centrum Badań Przedklinicznych, Katedry i Zakładu Farmakologii Doświadczalnej i Klinicznej WUM, współzałożyciel i przewodniczący Polskiego Towarzystwa Medycyny Długowieczności, ekspert w badaniach nad długowiecznością i starzeniem się. Zdobywał doświadczenie jako stypendysta Komisji Fulbrighta w Laboratory of Perioperative Genomics, Penn State College of Medicine w USA, ukończył studia magisterskie z ekonomii zdrowia w London School of Economics and Political Science. 

Eliksir długowieczności odkryty. Profesor kardiologii: Zapisuję go pacjentom na recepcie


http://e-manus.pl/