Колко по-рано беше известно за въздействието на диетата на майката по време на зачеването върху ДНК на детето й и риск от заболяване през целия живот?

При хората вече се знае много за въздействието на недохранването на майката по време на бременност и неговото въздействие върху растежа, развитието и заболяванията през целия жизнен цикъл. До скоро обаче се знаеше малко за ефектите от хранителната среда по време на зачеването.

диетата

Най-убедителните доказателства идват от животински модели. Например мишката agouti е затлъстяла с отличителен жълт цвят на козината. Мишките Agouti са склонни към диабет и рак. Въпреки това, за разлика от бременните мишки, хранени с нормална диета, тези, хранени с диета, богата на хранителни вещества с „донор на метил“ (витамин В12, фолиева киселина, бетаин и холин), произвеждат по-слаби, кафяви потомци, които са по-малко податливи на болести.

Оказа се, че това се дължи на епигенетичните характеристики, известни като метилови групи, които „маркират“ ДНК във всяка клетка в ранния развиващ се ембрион. С други думи, при мишки диетата на майката по време на зачеването има пряк ефект върху ДНК на нейното потомство, което води до драматични промени във външния вид и податливостта към болести.

Доказателствата за този вид ефекти, разбира се, са много по-трудни за намиране при хората. Едно знаково проучване разглежда хората, родени по времето на „холандската зима на глада“ по време на Втората световна война.

Вече беше известно, че тези индивиди са по-склонни към сърдечно-съдови заболявания по-късно в живота и екип от холандски изследователи откри доказателства за малки разлики в метилирането на ДНК при специфичен ген, за който е известно, че е важен за регулирането на растежа на плода.

В тези проучвания обаче критичният прозорец на експозиция може да бъде стеснен само до първите 3 месеца от бременността, така че не е ясно, че периконцептивната среда е движещата сила на наблюдаваните промени.

Какво представлява генът VTRNA2-1 и какво разкриха последните ви изследвания за него?

VTRNA2-1 е „некодиращ РНК ген“, което означава, че за разлика от повечето гени не кодира протеини. Предишни проучвания при хора предполагат, че този ген има роля в регулирането на имунния отговор на организма към вирусни инфекции. Той също е идентифициран като туморен супресорен ген с експресия на гена, засягащ чувствителността към някои видове рак.

Разследване, водено от американския ни сътрудник д-р Роб Уотърланд, показа, че този ген е пример за „метастабилна епиаллея“ (ME). Това са гени, чието състояние на метилиране се установява в много ранния ембрион, около времето на зачеването.

Важно е, че ME също показват вариабилност между индивидите, което предполага, че състоянието им на метилиране може да бъде повлияно от периконцепционната (майчина) среда.

Успяхме да проучим тази възможност в проучване на 120 бебета и техните майки, живеещи в Гамбия в Западна Африка. Нашата гамбийска обстановка предоставя естествен експеримент за тестване на влиянието на околната среда, тъй като този регион има редовен модел на дъждовни и сухи сезони, като например изразени сезонни разлики в консумацията на храна.

Установихме, че индивидите, заченати в сухия сезон на Гамбия, обикновено са намалили метилирането в гена VTRNA2-1 в сравнение с индивидите, заченати в дъждовния сезон. Освен това забелязахме, че тези разлики се запазват от детството до живота на възрастните.

Защо се смята, че генът VTRNA2-1 е особено чувствителен към фактори на околната среда като диетата на майката преди бременността?

Понастоящем не знаем, въпреки че подозираме, че тази чувствителност може да има нещо общо с типа ДНК - „геномната среда“, ако искате - близо до гена.

Периодът около зачеването е важен момент за епигенома, тъй като е моментът, в който белезите на метилиране от сперматозоидите и яйцеклетките на нашите родители се нулират.

Има някои доказателства, че геномната среда, съседна на метастабилни епиалели, може да повлияе на този процес. Чувствителността на гена на мишката Agouti към периконцептивното хранене е пример за това.

Бихте ли обяснили как епигенетичните модификации на ДНК контролират как се експресират гените?

Съществуват различни видове епигенетични модификации и те могат да променят генната експресия по различни начини. Например в клетъчното ядро ​​ДНК е обвита около протеини, известни като хистони. Химическите модификации на хистоните са форма на епигенетичен знак, който може да промени достъпа на ДНК до механизмите за генна транскрипция, като по този начин влияе върху генната експресия.

В нашето изследване разгледахме различен вид епигенетична модификация - добавянето на метилови групи към подлежащата ДНК последователност - известно като ДНК метилиране. ДНК метилирането може да регулира генната експресия по различни начини в зависимост от това къде в гена се среща. Например метилирането на области, близки до гени, известни като генни промотори, има тенденция да намалява генната експресия.

Това е ключов механизъм, лежащ в основата на поддържането на клетъчната идентификация, като например се гарантира, че различни набори от гени са включени в кожните клетки в сравнение с чернодробните клетки, въпреки че споделят една и съща ДНК.

Колко важен е генът VTRNA2-1, за който се смята, че контролира способността на индивида да се бори с вирусни инфекции, като грип, и предлага защита срещу някои видове рак?

Свързани истории

Последните проучвания показват, че VTRNA2-1 има роля в регулирането на имунния отговор на вирусни инфекции чрез свързването му с ензим, известен като PKR. Изглежда, че действа и като туморен супресорен ген и варирането в активността на VTRNA2-1 е свързано с диференцираните резултати при остра миелоидна левкемия, рак на белия дроб и хранопровода.

Други също показват, че експресията на гена VTRNA2-1 се влияе от неговото състояние на метилиране. Следователно е правдоподобно, че разликите в метилирането, които наблюдаваме в нашето гамбийско проучване, биха могли да повлияят на редица здравни резултати. В момента проучваме това.

Какви допълнителни изследвания са необходими, за да се потвърди, че диетата на майката преди бременността може да повлияе на риска от заболяване на детето ѝ?

Както при всички изследвания от този тип, жизненоважна следваща стъпка е да се възпроизведат тези констатации при различен набор от индивиди, за да можем да бъдем по-уверени, че ефектите, които сме наблюдавали, са реални.

Необходими са още изследвания, за да ни даде по-добро разбиране кои конкретни хранителни фактори може да са движещи епигенетичните промени, които наблюдаваме. Това изисква от нас да придобием по-пълна представа за това как ключовите хранителни вещества, които знаем, са важни за метилирането на ДНК, варират в нашата популация.

Необходимо е обаче да внимаваме и за възможността да има сезонни фактори, различни от майчината диета, влияещи върху метилирането на VTRNA2-1 в популацията, която изучаваме. Това са всички линии, които активно следваме.

Какъв съвет бихте дали на жени, които искат да забременеят в близко бъдеще?

На първо място, важно е да се отбележи, че нашето изследване на периконцептивните епигенетични механизми допълва и не замества други основани на факти насоки за добро хранене през цялата бременност. Така че най-добрият съвет е да поддържате богата на хранителни вещества диета през цялата бременност, включително преди зачеването.

По отношение на нашето изследване на въздействието на храненето около зачеването, моето мнение е, че изследванията в тази област все още не са напреднали достатъчно, за да могат да съветват бъдещите майки относно специфични хранителни вещества или храни, които трябва да консумират. Остават най-ясните доказателства за използването на добавки с фолиева киселина за предотвратяване на дефекти на нервната тръба.

През какъв период от време се смята, че диетата има ефект?

Има редица въпроси, които трябва да вземем предвид, когато обсъждаме диетичните ефекти върху епигенома. Първо, въпреки че нашите проучвания за влиянието на периконцептивното хранене предполагат, че епигенетичните ефекти могат да се появят при множество типове тъкани, в зависимост от времето и естеството на хранителната експозиция, тези ефекти могат да се появят само в определени тъкани - например в черния дроб или мастните клетки.

Също така е важно да знаете, че определени експозиции, включително диета, могат да повлияят на епигенома и въпреки това могат да имат малък или никакъв ефект върху здравето.

Накрая е възможно диетичните ефекти върху здравето да от своя страна да повлияят на епигенома - вид „обратна причинно-следствена връзка“.

Това е активна област или изследване, така че картината се променя непрекъснато. Моето усещане е, че отделните гени вероятно ще бъдат чувствителни към различни диетични фактори при различни критични прозорци през целия жизнен цикъл.

Къде читателите могат да намерят повече информация?

  • Резюме на нашата работа в тази област, написано за неспециалисти, можете да намерите тук: http://www.sightandlife.org/fileadmin/data/Magazine/2015/29_1_2015/Epigenetics_Nutrition_and_Human_Health.pdf
  • Следното предоставя едно хубаво, нежно въведение в областта на хранителната епигенетика: http://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/nutrition/
  • Повече подробности с много връзки към свързани теми в епигенетиката тук: https://en.wikipedia.org/wiki/Nutriepigenomics

За д-р Мат Силвър

Д-р Мат Силвър е член на Международната група за хранене (ING) на Съвета за медицински изследвания във Великобритания, базирана в MRC Unit, Гамбия, и в Лондонското училище по хигиена и тропическа медицина.

Мисията на ING е да придобие нова представа за основните механизми, свързващи диетата и болестите, за да развие по-ефективни общностни и клинични интервенции.

Голяма част от работата на групата се извършва в полева станция в провинция Гамбия, резултат от изключително партньорство между MRC и местните хора, простиращо се почти 70 години назад. Мат е получил докторска степен по биоинформатика/статистическа генетика в Imperial College, Лондон.

Април Кашин-Гарбут

Април е завършил с първокласна отличие по естествени науки в колежа „Пемброк“, Университета в Кеймбридж. По време на времето си на главен редактор в News-Medical (2012-2017), тя стартира процеса на производство на съдържание и спомогна за увеличаване на читателската аудитория на уебсайта до над 60 милиона посетители годишно. Чрез интервюиране на глобални мисловни лидери в медицината и науките за живота, включително нобелови лауреати, Април развива страст към неврологията и сега работи в Центъра за невронни вериги и поведение в Сайнсбъри, разположен в UCL.

Цитати

Моля, използвайте един от следните формати, за да цитирате тази статия във вашето есе, доклад или доклад:

Кашин-Гарбут, април. (2018, 23 август). Колко важна е диетата на майката преди бременността? Интервю с д-р Мат Силвър. Новини-Медицински. Получено на 13 декември 2020 г. от https://www.news-medical.net/news/20151014/How-important-is-a-mothers-diet-before-pregnancy-An-interview-with-Dr-Matt-Silver .aspx.

Кашин-Гарбут, април. "Колко важна е диетата на майката преди бременността? Интервю с д-р Мат Силвър". Новини-Медицински. 13 декември 2020 г. .

Кашин-Гарбут, април. "Колко важна е диетата на майката преди бременността? Интервю с д-р Мат Силвър". Новини-Медицински. https://www.news-medical.net/news/20151014/How-важно- това е-а-матери- диета- преди- бременност- Ан- интервю- с-Dr-Matt-Silver.aspx. (достъп до 13 декември 2020 г.).

Кашин-Гарбут, април. 2018. Колко важна е диетата на майката преди бременността? Интервю с д-р Мат Силвър. News-Medical, гледано на 13 декември 2020 г., https://www.news-medical.net/news/20151014/How-important-is-a-mothers-diet-before-pregnancy-An-interview-with-Dr-Matt -Silver.aspx.

News-Medical.Net предоставя тази медицинска информационна услуга в съответствие с тези условия. Моля, обърнете внимание, че медицинската информация, която се намира на този уебсайт, е предназначена да подкрепя, а не да замества връзката между пациент и лекар/лекар и медицинските съвети, които те могат да предоставят.

News-Medical.net - сайт на AZoNetwork