Naszym rozmówcą jest dr hab. n. med. Tomasz K Wojdacz, profesor medycyny spersonalizowanej na Uniwersytecie w Aarhus w Danii i kierownik Samodzielnej Pracowni Epigenetyki Klinicznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie.
Aleksandra Zalewska-Stankiewicz: „Szczęśliwi czasu nie liczą” – wszyscy znamy to powiedzenie. Można je odnieść do epigenetyki?
Prof. Tomasz Wojdacz: Wystarczy spojrzeć w metrykę, aby dowiedzieć się, kto ma ile lat. To jest czas biologiczny. Ale czasem widzimy ludzi w tym samym wieku, a jednych zakwalifikowalibyśmy jako starszych, a innych jako młodszych. Co oznacza, że niektórzy starzeją się szybciej, a inni wolniej.
O tych drugich mówimy, że mają dobre geny. Można to uzasadnić naukowo?
I tu rozwieję wątpliwości – wszyscy mamy bardzo podobne geny. One mają mały wpływ na to, w jaki sposób będziemy się starzeć. Kluczowe dla procesu starzenia są czynniki środowiskowe. Bliźnięta jednojajowe, żyjące w różnych krajach i w różnych środowiskach, są najlepszym przykładem na to, że mając takie samo DNA nie tylko można wyglądać inaczej, ale i mieć inne ryzyko chorób.
Co ma Pan na myśli mówiąc o czynnikach środowiskowych?
Choćby ekspozycję na promienie słoneczne. Ludzie, którzy żyją w krajach tropikalnych, wyglądają starzej. Myśleliśmy, że starzenie powodują mutacje powstające w DNA komórek pod wpływem promieniowania słonecznego, czyli czynnika środowiskowego. Ale tak nie jest. Nawet jeśli powstają mutacje, komórka jest w stanie je naprawić, dzięki mechanizmom, którymi dysponuje. W każdej komórce zachodzi od 1 do 50 mutacji dziennie – wszystkie są naprawiane. A jeśli wystąpi ich więcej i komórka nie będzie w stanie ich naprawić, to po prostu umrze, a śmierć pojedynczych komórek w naszym ciele to coś absolutnie normalnego. Doszliśmy do wniosku, że kluczem do rozwiązania procesu starzenia się komórki nie są mutacje. Zaczęliśmy więc mierzyć ilość zmian epigenetycznych na DNA w komórkach.
I co się okazało?
Proszę sobie wyobrazić znaczniki na genach, które jednemu genowi mówią: „działaj”, a innemu: „nie działaj”. Te znaczniki to właśnie mechanizmy epigenetyczne. Zaczęliśmy mierzyć zmiany tych znaczników. Okazało się, że w tkankach, które nie wyglądają zdrowo, ilość zaburzonych znaczników epigenetycznych jest dużo większa niż w pozostałych. Utwierdziło nas to w przekonaniu, że gdy komórka zostaje narażona na niekorzystne czynniki środowiskowe, czynniki te rozregulowują mechanizmy epigenetyczne. Komórka z rozregulowanymi mechanizmami epigenetycznymi przestaje robić to, co powinna i zaczyna się starzeć. Ale dobrą informacją jest to, że możemy zmiany epigenetyczne zawrócić.
Brzmi trochę jak science-fiction. Co na temat epigenetyki powinien wiedzieć przeciętny Kowalski?
Że DNA i genetyka to nie wszystko. Owszem, Kowalski nie ma wpływu na to, z jakim zestawem genów się urodził. Ale geny tylko w niewielkim stopniu determinują, czy zapadnie on na pewne choroby, czy nie. W ostatecznym rozrachunku to, czy dany człowiek zachoruje na większość chorób, które obecnie są najczęściej występującymi, zależy od epigenetyki, którą możemy kontrolować naszym stylem życia.
A co z obciążeniem genetycznym? Wyobraźmy sobie, że Pani Anna jest obciążona rakiem piersi. Zarejestrowała się w poradni genetycznej. Jakie są szanse, że nie będzie miała nowotworu, tak jak jej babcia i mama?
Dziś zaledwie 5 procent przypadków zachorowania na nowotwór piersi w Polsce możemy wytłumaczyć przekazywanymi z pokolenia na pokolenie zmianami w genach. Pozostałych 95 procent to nowotwory, które nazywamy sporadycznymi i nie znajdujemy jednoznacznych mutacji, które by je powodowały. Skoro nie zawsze winne są mutacje, to wniosek jest prosty – nowotwór muszą powodować niekorzystne czynniki środowiskowe. Od tego, czy pani Anna pali papierosy, pije alkohol, czy się dobrze odżywia, czy nie jest otyła, zależy, na jakie choroby zapadnie. Oczywiście, pani Anna może mieć pecha jak Angelina Jolie i być nosicielką mutacji, o których wiemy ze najprawdopodobniej doprowadzą do powstania nowotworu. W takiej sytuacji rekomendujemy takie postępowanie jak w przypadku aktorki. Ale to są wyjątki. Zasadnicza większość raka piersi powstaje z innych przyczyn niż rodzinne mutacje genetyczne.
Wyjaśniając, na czym polega epigenetyka, często posługuje się Pan przykładem płyty CD.
Zapewne większość osób pamięta ze szkoły, że wszyscy pochodzimy od jednej komórki, która w pewnym momencie zaczyna się dzielić. Skoro wszystkie komórki mają to samo DNA, co można sobie wyobrazić jako płytę CD z zapisanymi genami niczym piosenkami, to dlaczego komórka nerwowa czy mięśniowa funkcjonują inaczej?
No właśnie, dlaczego?
W każdej komórce czytany jest inny zestaw genów, czyli piosenek, dlatego różne komórki robią rożne rzeczy. Odtwarzanie specyficznego zestawu genów w komórce jest możliwe właśnie dzięki mechanizmom epigenetycznym. Ale na każdej płycie mogą powstać zadrapania – tak jak środowisko może niekorzystnie wpłynąć na człowieka. Jeśli nie ma tych zadrapań, człowiek starzeje się normalnie, tak jak zaprogramowały go geny. Ale jeśli te zadrapania zaczynają się pojawiać, zaczynamy starzeć się szybciej. Najprościej mówiąc, te zadrapania powodują, że w komórce zaczyna być czytana nie ta część genów, która powinna być. W konsekwencji komórka się psuje. Jeśli zepsuje się tylko trochę, powstają różne choroby. Ale nagromadzenie takich zmian może doprowadzić do tego, że stanie się ona komórką rakową, czyli będzie się niekontrolowalnie dzielić.
W jaki sposób epigenetyka może pomóc w walce z nowotworami?
Epigenetyka jest kluczowa w prewencji nowotworów. Dzięki niej możemy dowiedzieć się, w jaki sposób żyć, aby nie doprowadzić do zepsucia mechanizmów epigenetycznej kontroli genów i w konsekwencji chorób takich jak na przykład nowotwory. Ale nowotwory to tylko jedna z niewielu chorób, w których epigenetyka może odegrać kluczową rolę. Znacznie większym problemem jest cukrzyca typu 2, choroby metaboliczne czy choroby serca.
W jaki konkretnie sposób epigenetyka może nas przed nimi uchronić?
Całe zespoły, złożone z naukowców i lekarzy na całym świecie, pracują nad rozwiązaniami, dzięki którym będzie można zmniejszyć ryzyko chorób i nigdy już nie kojarzyć starości z chorobami. W epigenetyce nazywamy to konceptem zdrowej starości. Choć czasu nie zatrzymany, to możemy żyć długo w zdrowiu.
Czy to oznacza, że za kilkanaście lat człowiek będzie w stanie przeżyć w dobrej formie np. 130 lat?
Tak słyszę od kolegów naukowców zajmujących się badaniem tego, jaka jest rola epigenetyki w starzeniu się organizmów.
Co wiemy już w tej chwili?
Że osoba otyła, która ma cukrzycę, powinna stracić wagę, by wydłużyć swoje życie i starzeć się w zdrowiu. Ale nie może tak po prostu wstać i przebiec 5 km – to się nie uda. Nie da się od razu zrewolucjonizować całego życia, dlatego też rozwijają się badania nad tym, jakie zmiany należy wprowadzić, by były efektywne. I nie ma złotej recepty – każdy przypadek jest inny. W większości przypadków kluczową rolę odgrywa dieta i styl życia. Znowu zacytuję kolegów zajmujących się epigenetyką zdrowego starzenia, którzy mówią, że geny odpowiadają tylko w 10-30 procentach za to, jak się starzejemy i jak długo żyjemy.
Jest uniwersalna dieta, która pomoże nam naprawić zadrapania na płycie?
Za każdym razem trzeba indywidualnie spojrzeć na pacjenta i jego specyficzną sytuację. Teraz bardzo modny jest tzw. przerywany post. Są dowody naukowe na to, że prowadzi on nie tylko do utraty wagi, ale i do naprawy mechanizmów epigenetycznych. Przerywany post jest bardzo korzystny dla organizmu, ponieważ zmniejsza ryzyko chorób, ale nie każdy może go stosować. Sam znam ludzi, którzy bardzo źle czują się, gdy są głodni.
W jaki sposób zamierzacie Państwo kontynuować badania?
Mam nadzieję, że w najbliższym czasie zaczniemy realizować w Szczecinie projekty, które mają na celu rekrutację dużych grup ludzi. Poprosimy ich o to, by co jakiś czas opisywali nam swój styl życia i aktywność, zbadamy zmiany epigentyczne w ich próbkach krwi. Za kilka lat chcielibyśmy retrospektywnie przeanalizować dane, by odpowiedzieć na pytanie, jakie czynniki środowiskowe doprowadziły do zmian epigenetycznych u tych ludzi i do chorób. To pozwoli nam w przyszłości w taki sposób projektować politykę zdrowotną, by eliminować czynniki ryzyka na poziomie całych społeczności. Tak robi się od lat 90- tych w innych krajach Unii Europejskiej. Ponieważ ludzie są tak różni muszą to być badania na dużą skalę, na przykład na grupie 100 tys. osób i muszą być prowadzone w oparciu o konkretne środowisko. Badania te potrzebują potężnego finansowania, które musimy jeszcze zdobyć.
Tylko Pański zespół prowadzi takie badania?
Nie, po tym, jak genetyka nie dała nam wielu odpowiedzi, badania epigentyczne przeżywają właśnie rozkwit. Szczególnie w najlepszych ośrodkach naukowych na świecie, takich jak Stanford, Harvard czy Uniwersytet w Aarhus w Danii, z którym również jestem związany. Swoje programy epigenetyczne prowadzi też wiele firm farmaceutycznych i cały czas powstają nowe firmy nastawione na badania epigentyczne i ich komercjalizacje, czyli aplikacje w naszym codziennym życiu w formie na przykład leków czy terapii. W taką właśnie firmę niedawno zainwestował założyciela Amazona. Zatrudniła ona wielu moich kolegów naukowców zajmujących się epigenetyką, a firma ta prowadzi bardzo intensywne badania nad epigenetycznymi mechanizmami biorącymi udział w procesie starzenia.
To oznacza, że mechanizmy epigenetyczne będzie można naprawić lekami?
Tak, i na tym polega podstawowa różnica między genetyką a epigenetyką. I też główny powód, dlaczego ja zacząłem prowadzić badania w tej dziedzinie. Zmian genetycznych, czyli mutacji, nie jesteśmy w stanie efektywnie naprawiać lekami, ale zmiany epigenetyczne tak. Otwiera to ogromne możliwości dla medycyny, ale najpierw musimy zidentyfikować zmiany powodujące choroby. Tu kluczowe stają się projekty prowadzone na dużych grupach ludzi, o czym wspominałem.
Wrócę do pierwszego pytania. Czy dzięki epigenetyce będzie można zatrzymać czas?
Czasu nie zatrzymany, ale skoro możemy naprawić zadrapania na płycie, która jest naszym DNA, to możemy nie tylko spowalniać, ale i zawracać procesy starzenia.
Czytaj też:
Zimno hamuje procesy starzenia? Naukowcy w poszukiwaniu recepty na „wieczną młodość”Czytaj też:
Stres oksydacyjny – co to jest? Poznaj przyczyny, objawy i zasady profilaktyki