Το παρακάτω κείμενο βασίστηκε σε άρθρο του Fabian V. Filipp, Assistant Professor of Systems Biology and Cancer Metabolism, University of California, Merced. Πηγή: The Conversation.
Η ανάλυση του DNA μας είναι πλέον δυνατή, ένα πεδίο που ονομάζεται προσωπική γονιδιωματική. Με αυτή την ανάλυση μπορούμε να ενημερωθούμε για το αν έχουμε αλλοιώσεις (μεταλλάξεις) στα γονίδιά μας που προκαλούν ασθένειες όπως ο καρκίνος, η κυστική ίνωση, η πολλαπλή σκλήρυνση κλπ. Παραδείγματα γονιδίων των οποίων οι μεταλλάξεις συνδέονται με καρκίνους είναι το BRAF για το μελάνωμα και το BRCA1 για το καρκίνο του μαστού.
Όμως, για τον καρκίνο, όπως και σε άλλες ασθένειες μπορεί να υπάρχουν περισσότερα από ένα γονίδια που ευθύνονται. Επίσης, εκτός από το DNA, υπάρχει ένα κρυφό στρώμα ρύθμισης που ελέγχει τη δραστηριότητα των γονιδίων –χωρίς να αλλάζει το DNA. Αυτό το πεδίο, που ονομάζεται επιγενετική, είναι η μελέτη του τρόπου με τον οποίο τα γονίδια ρυθμίζονται για να εκφράζονται. Ένα γονίδιο είναι πάντα ένα γονίδιο, αλλά αποκρίνεται διαφορετικά ανάλογα σε πολλές πτυχές του χημικού του περιβάλλοντος.
Δύο πανομοιότυπα δίδυμοι έχουν ακριβώς το ίδιο DNA το οποίο όμως μπορεί να λειτουργεί κάπως διαφορετικά για επιγενετικούς λόγους. Αυτή η λεπτή επιγονιδιωματική ρύθμιση μπορεί να αλλάξει κατά τη διάρκεια της ζωής, χωρίς να αλλάξουν τα γονίδια. Το εργαστήριο βιολογίας συστημάτων και μεταβολισμού του καρκίνου στο University of California, Merced δημοσίευσε ανακαλύψεις σχετικά με έναν επιγενετικό παράγοντα που ονομάζεται Jumonji. Αυτός ο παράγοντας δεν επηρεάζει μόνο τον τρόπο συμπεριφοράς ενός ολόκληρου δικτύου καρκινικών γονιδίων, αλλά κατευθύνει επίσης ένα καρκινικό γονίδιο, φέρνοντας ανεξέλεγκτη κυτταρική ανάπτυξη.
Οι γιατροί που διαγιγνώσκουν ασθένειες μπορούν, σε κάποιο βαθμό, να χρησιμοποιήσουν τις ατομικές γονιδιωματικές εξετάσεις για λήψη κλινικών αποφάσεων. Αλλά εκτός από τα γονίδια, υπάρχουν και οι επιγονιδιωματικοί ρυθμιστές για τον έλεγχο της δραστηριότητάς τους. Εάν υπάρχει η σωστή χημεία, τα γονίδια εκφράζονται την κατάλληλη στιγμή.
Σε μια ασθένεια όπως ο καρκίνος, οι επιγονιδιωματικοί ρυθμιστές όπως το Jumonji συχνά παραπλανούνται, με αποτέλεσμα να επηρεάζουν τη γονιδιακή δραστηριότητα. Ένα πράγμα που μπορεί να συμβεί είναι να αποτύχουν να κάνουν τις σωστές χημικές τροποποιήσεις στα γονίδια-στόχους τους. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αλλοιωμένο μεταβολισμό, ο οποίος προάγει την απεριόριστη κυτταρική ανάπτυξη. Μόλις τα κύτταρα έχουν απεριόριστη ικανότητα διαίρεσης, σχηματίζεται ένας όγκος. Και σε μερικούς ανθρώπους αυτός ο όγκος μπορεί να αναπτύσσεται αργά ή επιθετικά ανάλογα με τους επιγονιδιωματικούς ρυθμιστές. Με τη σειρά τους, οι ρυθμιστές αυτοί μπορεί να οφείλονται στον τρόπο ζωής μας, τη διατροφή, τον αέρα που εισπένουμε, το άγχος και τη σωματική δραστηριότητα.
Προς εξατομικευμένη επιγονιδιωματική
Η επιγονιδιωματική έχει πολλές υποσχέσεις για τις θεραπείες του καρκίνου, αλλά υπάρχουν και πολλά ερωτήματα. Πώς φαίνεται το επιγονιδίωμα ενός υγιούς ανθρώπου; Και πώς αλλάζει το επιγονιδίωμα καθώς γερνάμε; Πώς διαφέρει το επιγονιδίωμα ενός ασθενή; Στο μέλλον, αυτά τα ερωτήματα θα αντιμετωπίζονται από την εξατομικευμένη επιγονιδιωματική, η οποία προσπαθεί να εξάγει πληροφορίες από μια ολοκληρωμένη εικόνα του επιγονιδιώματος ενός ατόμου.
Το επιγονιδίωμά μας είναι εξαιρετικά δυναμικό. Οι επιγονιδιωματικοί ρυθμιστές λειτουργούν ασταμάτητα, αφαιρώντας ή προσθέτοντας χημικά σημάδια. Σύγχρονα ερωτήματα που σχετίζονται με την επιγενετική έρευνα αφορούν ποια μόρια φαρμάκων τροποποιούν το επιγονιδίωμα και ποια σκοτώνουν συγκεκριμένα καρκινικά κύτταρα. Είναι ανοιχτό αν η επιγενετική είναι στην καλή ή στην κακή πλευρά του καρκίνου. Οι επιγενετικοί παράγοντες μπορούν βοηθήσουν τα καρκινικά κύτταρα να χειραγωγήσουν το ανοσοποιητικό μας σύστημα. Σύμφωνα με πρόσφατες γονιδιωματικές ιδέες, οι ερευνητές συγκρίνουν τη λεπτή ισορροπία με το Γιν και το Γιανγκ, συμπληρωματικές δυνάμεις που κρατούν η μία την άλλη υπό έλεγχο. Αν μια δύναμη ξεπεράσει την άλλη, τα συστήματα είναι εκτός ισορροπίας.
