А что, если они нам не враги? Как болезни спасают людей от вымирания - Шарон Моалем

Все это замечательно, но в действительности может быть намного сложнее. Наше понимание эпигенетических принципов находится лишь в зародышевом состоянии, в связи с чем следует быть очень осторожными из-за возможных непреднамеренных последствий. Ученым попросту неизвестно, как могут отреагировать другие гены, если добавлять в наш рацион метильные доноры – пожалуй, понадобится еще много лет, прежде чем мы окончательно с этим разберемся.

Когда у врачей возникают подозрения на возможность преждевременных родов у беременной женщины, ей часто колют специальное лекарство – обычно это бетаметазон – с целью ускорения развития у плода легких, тем самым значительно повышая шансы ребенка на выживание. Так вот, согласно некоторым данным, дети, чьим матерям неоднократно давали во время беременности бетаметазон, чаще оказываются подвержены гиперактивности и демонстрируют заниженный темп роста [147]. Проведенное недавно Торонтским университетом исследование продемонстрировало, что эти эффекты могут сохраняться на протяжении нескольких поколений. Руководитель этого исследования полагает, что бетаметазон вызывает эпигенетические изменения в плоде, которые затем передаются его детям. Один врач, специализирующийся на лечении недоношенных детей, сказал, что данное исследование было «запредельно пугающим и непонятным».

Витамины и лекарства, помимо выполнения своих основных функций приводящие еще и к метилированию тех или иных генов, – это еще цветочки. Сегодня в аптеках появляются препараты, специально предназначенные для управления процессом метилирования. Первое такое лекарство было одобрено Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США еще в 2004 году. Это лекарство, незапатентованная форма которого носит название «азацитидин», было провозглашено прорывом в лечении миелодиспластического синдрома (МДС). МДС называют группу заболеваний крови, которые чрезвычайно плохо поддаются лечению и зачастую приводят к развитию смертельно опасной лейкемии, так что в эффективном лекарстве от МДС человечество особенно сильно нуждалось. Азацитидин препятствует метилированию определенных генов клеток крови, помогая восстанавливать функцию ДНК, тем самым снижая риск превращения МДС в лейкемию. После того как азацитидин был представлен, медицинское сообщество восторженно отреагировало на появление этого лекарства. Питер Джонс, профессор биохимиии молекулярной биологии в Университете Южной Калифорнии, сказал следующее: «Это первое одобренное лекарство совершенно нового класса препаратов – эпигенетических лекарств. Они обладают огромным потенциалом в лечение не только этой, но и множества других болезней» [148].

Разумеется, в своем отчете, опубликованном совместно с коллегами, профессор также упомянул следующее: «Очевидно, что мы только начинаем понимать реальный вклад эпигенетических факторов в болезни человека, и впереди нас, несомненно, ждет множество сюрпризов» [149].

«Впереди нас ждет множество сюрпризов». Что ж, он оказался прав. Через шесть месяцев после одобрения азацитидина ученые из Университета Джона Хопкинса [150] опубликовали доклад с описанием своего исследования эпигенетических свойств двух лекарств, одно из которых по химическому составу было схожим с азацитидином. Эти лекарства чуть ли не распыляли на геном в обильном количестве метильные группы, выключая генов не меньше, чем включая, – сотни и тех, и других.

У эпигенетики есть невероятный потенциал оказать положительное влияние на здоровье человечества. Профессор из Университета Ратджерса по имени Минг Зу Фанг занимался изучением того, какое влияние оказывает зеленый чай на клеточные линии человека.

Оказалось, что содержащиеся в зеленом чае вещества способны препятствовать размещению метильных групп в генах, помогающих бороться с раком толстой кишки, простаты и пищевода.

Метилирование этих генов лишает их возможности противостоять раку – препятствуя их метилированию, зеленый чай помогает им и дальше заниматься своей противораковой деятельностью.

Та самая команда ученых из Университета Дьюка, что проводила исследование спровоцированного витаминами процесса метилирования у мышей, благодаря очередному исследованию продемонстрировала наличие похожего эпигенетического эффекта у генистеина – содержащегося в сое эстрогеноподобного вещества. Ученые предположили, что генистеин может также способствовать снижению риска ожирения и у людей, и, возможно, именно этот механизм объясняет сравнительно низкий уровень ожирения в Азии. Свои предположения, однако, они снова сопроводили предупредительным заявлением. Так, Дана Долиной, один из авторов этого исследования, сказала: «То, что полезно в маленьких количествах, может оказаться губительным в больших дозах. Нам попросту неизвестны до конца эффекты, оказываемые на наш организм сотнями различных веществ, которые мы проглатываем, будь то умышленно или непреднамеренно, каждый день» [151].

Геном человека содержит три миллиарда пар нуклеотидов, которые в результате сложных взаимодействий делают нас такими, какие мы есть. Нам следует быть максимально осторожными, когда мы пытаемся вмешаться в этот процесс, особенно с учетом нашего непонимания его в настоящий момент. Когда стреляешь из пушки по воробьям, то можно не только промахнуться, но и причинить немало сопутствующего ущерба.

* * *

Словно это все было недостаточно сложным для понимания, метильные маркеры оказались не единственным способом включения и выключения генов. Существует целая система промоторов и репрессоров, которые определяют степень экспрессии того или иного гена – процесса, в ходе которого генетический код копируется на мРНК, а потом в соответствии с ним производится тот или иной белок. Эта система выполняет роль внутреннего регулировщика, способного включать, выключать или даже ускорять процесс производства любого белка в ответ на меняющиеся потребности организма.

Именно так, например, у людей снижается восприимчивость к наркотикам и алкоголю. Когда человек пьет спиртное, генетические промоторы в клетках его печени ускоряют процесс производства фермента (помните про алкогольдегидрогеназу?), который помогает его расщеплять.

Чем больше человек пьет, тем больше алкогольдегидрогеназы вырабатывает печень – она готовится к следующим порциям напитка на биологическом уровне.

Этот процесс может протекать и в обратном направлении – вы, наверное, замечали, что восприимчивость к алкоголю повышается после длительного воздержания от него – организм замедляет производство алкогольдегидрогеназы, когда в этом ферменте пропадает особая потребность.

Подобное явление наблюдается и с другими веществами, начиная от кофеина и заканчивая многими рецептурными лекарствами. Вам когда-нибудь выписывали лекарство, из-за которого у вас были неприятные побочные эффекты, однако врач обещал, что через пару недель они пройдут? Если с вами такое случалось и побочные эффекты действительно проходили, то вы испытали на собственном опыте другое проявление изменения экспрессии генов – ваш организм адаптировался к лекарству, подавив или усилив экспрессию определенных генов, чтобы вам было проще его перерабатывать.

* * *

Если вам действительно хочется понять, насколько мало ученым известно о возможных эпигенетических и материнских эффектах, примите во внимание следующую информацию. В течение месяцев, следовавших за терактами одиннадцатого сентября в Нью-Йорке и Вашингтоне, наблюдался резкий скачок выкидышей на поздних сроках беременности в Калифорнии. Конечно, появляется соблазн списать это на повышенный стресс, с которым столкнулись будущие матери [152]. Так бы, наверное, все и сделали, если бы не одна существенная деталь – скачок выкидышей коснулся только плодов мужского пола.