În urmă cu 51 de ani, James Watson, Maurice
Wilkins şi Francis Crick primeau Premiul Nobel pentru medicină, pentru
descoperirea structurii ADN – o reuşită care a inaugurat epoca geneticii. De
atunci, genetica a avansat semnificativ, în special datorită Proiectului
genomul uman, care, în 2003, a identificat toate cele aproximativ 23.000 de
gene şi cele trei miliarde de perechi de baze din ADN-ul uman, în vederea
efectuării de teste pentru depistarea multor boli rare.
Însă, în pofida dovezilor că majoritatea
bolilor au o componentă genetică clară, nu a fost descoperită decât o fracţiune
a genelor care le explică. Şi oamenii de ştiinţă din domeniu sunt uimiţi de
faptul că majoritatea gemenilor identici (cu gene 100% partajate) nu mor din
cauza aceloraşi boli. Drept rezultat, mulţi membri ai comunităţii ştiinţifice
au început să prezică un declin al rolului genelor în identificarea cauzelor
principale ale bolilor.
Cu toate acestea, este prea devreme pentru a
desconsidera genetica, dat fiind că ştiinţa „epigeneticii“ – studiul
mecanismelor de activare şi dezactivare a genelor, schimbând astfel modul în
care o celulă se dezvoltă, însă fără a altera codul genetic – începe să se
impună. Într-adevăr, în 2012, Premiul Nobel pentru medicină le-a fost atribuit
lui John Gurdon şi Shinya Yamanaka, pentru revoluţionarea înţelegerii oamenilor
de ştiinţă a modului în care se dezvoltă celulele, reprogramând ADN-ul şi
celulele, fără a le modifica structura genetică.
În 1962, descoperirea lui Gurdon, că aproape
orice celulă din corp conţine codul ADN complet, i-a permis acestuia să creeze
un mormoloc clonând o broască adultă. Cu peste 40 de ani mai târziu, în 2006,
Yamanaka a descoperit o modalitate de a „păcăli“ celulele complexe ale şoarecilor
adulţi şi de a le face să revină la starea lor imatură, formând celule stem.
Înainte de aceasta, celulele stem – care au potenţialul de a fi reprogramate
pentru a se dezvolta în înlocuitori ai ţesutului pierdut sau distrus – puteau
fi prelevate doar de la embrionii în fazele iniţiale de dezvoltare, o practică
ce a stârnit un val de controverse etice.
Adevărata promisiune a epigeneticii a
devenit clară doar în ultimii ani, odată cu îmbunătăţirea extraordinară a
capacităţii oamenilor de ştiinţă de a evalua mecanismele epigenetice ale ADN –
care, acum, pot fi măsurate în aproximativ 30 de milioane de puncte din genomul
uman. Epigenetica ar putea fi folosită pentru a documenta cauzele principale
ale multor boli pe care oamenii de ştiinţă s-au străduit până acum să le înţeleagă,
de la astm la alergii, la autism.
Să ne gândim la cancerul pulmonar, de
exemplu. Acum 60 de ani, când majoritatea oamenilor fumau, doctorii britanici
au corelat fumatul cu cancerul pulmonar, transformându-l în prima boală cu o
legătură cauzală cu fumatul. (De fapt, cancerul pulmonar ucide doar unul din
zece fumători.) Însă incidenţa anumitor tipuri de cancer pulmonar continuă să
crească, mai ales în rândul femeilor, asigurându-i un loc printre cei mai
prolifici ucigaşi din întreaga lume, în pofida declinului global al fumatului
din ultimii 30 de ani. Într-adevăr, în prezent, mulţi pacienţi cu cancer
pulmonar nu au fumat niciodată. Aceşti pacienţi „fără vină“ par să dezvolte un
alt tip de cancer pulmonar decât cei care au fost fumători, unul care răspunde
mai bine la noile medicamente şi care are o evoluţie mai blândă, chiar dacă în
continuare nefavorabilă.
Procesele epigenetice, care fac ca
gene-cheie anticancer, cum ar fi supresorul tumoral p16, să fie dezactivate, ar
putea explica răspândirea crescută a cancerului pulmonar. Un studiu recent a arătat
că fie şi doar câţiva ani de fumat pot avea acest efect, făcându-i pe fumători
mai predispuşi la o varietate de cancere.
Împreună cu echipa mea, am studiat recent 36
de perechi de gemeni identici, dintre care doar unul avea cancer de sân. Aceste
„clone genetice“ prezentau câteva diferenţe esenţiale. La geamănul care
dezvoltase cancer, câteva sute de gene fuseseră dezactivate. În cazul unora
dintre gene, acest lucru se întâmplase cu cinci ani înaintea diagnosticării.
Aceste descoperiri oferă nu doar posibilitatea efectuării unui test de
diagnosticare cu mult înainte ca boala să se manifeste, dar şi a dezvoltării de
medicamente care să împiedice progresul cancerului sau chiar să determine
regresul acestuia.
În plus, studiile pe animale au arătat că
modificările ritmului vieţii sau obiceiurilor alimentare pot determina
modificarea comportamentului şi genelor viitoarelor generaţii. Drept rezultat,
este posibil ca modificările epigenetice să fie moştenite. De exemplu, este
posibil ca fumatul să fi provocat modificări epigenetice în ADN-ul unui bunic,
dezactivând efectiv anumite gene anticancer. Genele sunt apoi transmise
descendenţilor în această stare dezactivată. Astfel, toxinele pe care oamenii
le ingerează pot să nu fie singurul factor relevant pentru apariţia cancerului;
toxinele ingerate de părinţi sau bunici pot avea, de asemenea, partea lor de
vină.
Experimentele care ar putea dovedi aceste
efecte transgeneraţionale sunt imposibil de realizat pe oameni, aşa că trebuie
să utilizăm date istorice sau observaţionale. Un studiu efectuat în rândul
copiilor din Bristol a evidenţiat diferenţe de creştere determinate de prezenţa
obiceiului de a fuma la bunicii lor înainte de vârsta de 11 ani. Probabil că
organismele lor au reacţionat defensiv, adaptându-se pe termen scurt prin
schimbarea genelor pentru următoarele câteva generaţii sau până când
„pericolul“ a trecut, o aşa-numită „moştenire programată“, care funcţiona în
paralel cu forţele evolutive cu o acţiune mai lentă.
Din fericire, aceste modificări epigenetice
sunt potenţial reversibile. Patru medicamente epigenetice pentru leucemie, care
urmăresc să reactiveze genele protectoare naturale, sunt acum pe piaţă în SUA.
Peste alte 40 de medicamente epigenetice sunt în curs de dezvoltare, nu numai
pentru cancer, dar şi pentru obezitate şi chiar demenţă. În viitor, controalele
medicale epigenetice regulate ar putea deveni o practică standard.
După
mai mult de 50 de ani, genele rămân cruciale pentru a înţelege bolile complexe,
mai ales dată fiind capacitatea tot mai mare a oamenilor de ştiinţă de a le
modifica. Epoca geneticii este departe de a fi ajuns la sfârşit; nu a făcut
decât să evolueze în epoca epigeneticii.
© Project Syndicate, 2012. www.project-syndicate.org
Traducere din limba
engleză de Sorana Graziella Cornea