Anti-ageing Medicina, Mediji, Zdravlje

DR TATJANA RISTIĆ O ANTIEJDŽING MEDICINI: Epigenetika 2 deo

Posted by author-avatar

Spoljašnji faktori mogu da utiču na ekspresiju gena, mehanizam koji kontroliše sve procese u telu – od obnavljanja kože do proizvodnje energije ili borbe protiv infekcija

Ekspresija gena – korišćenje recepata iz genetskih „kuvara”

U prethodnom razgovoru smo spomenuli da se neki geni uključuju, a drugi isključuju. Doktor medicinskih nauka i specijalista kliničke biohemije, dr Tatjana Ristić nam je otkrila da na to mogu uticati i spoljašnji faktori. Zato ovu priču posvećujemo ekspresiji gena. Kakav je to proces? Na šta utiče? Zašto je važan?

dr Tatjana Ristić

• Ali prvo da saznamo šta je to ekspresija gena?

– Ekspresija gena je proces u kojem se informacije iz gena koriste za pravljenje proteina ili molekula ribonukleninske kiseline (RNK) koji obavljaju specifične funkcije u ćeliji. Ona nije konstantna. Ćelije mogu kontrolisati koji geni su „uključeni” i u kojoj meri. Ova regulacija je ključna za razvoj, diferencijaciju ćelija i odgovor na različite faktore iz okoline. Slikovito da objasnim: zamislite gene kao recept u kuvaru (DNK). Ekspresija gena je proces kada se taj recept pročita i pripremi obrok – odnosno, kada ćelija koristi informacije iz gena da napravi protein ili RNK koja joj treba za rad.

• Koji su to mehanizmi koji su ključni za ekspresiju gena?

– Epigenetski markeri su ključni za regulaciju ekspresije gena. Epigenetski markeri uključuju mehanizme kao što su metilacija DNK, modifikacije histona i ne-kodirajuće RNK (npr. mikro RNK). Oni ne menjaju samu DNK sekvencu, već utiču na to kako će se geni „čitati” i izražavati.

Molila bih da nam prvo objasnite kakav je to proces nazvan metilacija?

– Metilacija DNK podrazumeva dodavanje metilne grupe (-CH₃) na citozinske baze DNK (spominjali smo ih u prvom nastavku). Ova modifikacija obično utišava genetsku aktivnost, sprečavajući vezivanje transkripcijskih faktora. Važna je za normalan razvoj, diferencijaciju ćelija i održavanje stabilnosti genoma. Naime, s godinama dolazi do promena u metilaciji DNK. Dešava se smanjenje odnosno gubitak metilacije u širem genomu (hipometilacija), što može destabilizovati genom i povećati rizik od raka.

• Ako postoji utišavanje nekih gena, da li se drugi pojačavaju?

– Da, specifični geni mogu postati pojačano metilisani (hipermetilisani), što utiče na ćelijsku funkcionalnost. Hipermetilacija često dovodi do utišavanja gena, pa čak i isključivanja gena naročito onih koji su odgovorni za popravku DNK i dugovečnost. Međutim, hipometilacija (smanjena metilacija) može dovesti do pojačane ekspresije određenih gena, uključujući one povezane sa upalom, tumorima iIi degenerativnin oboljenjima. Hipometilacija se često dešava na globalnom nivou.

• Da li je moguć ponovo vraćanje na zdrav obrazac?

– U anti-aging medicine cilj je uspostavljanje balansa – vraćanje metilacije u „zdrav” obrazac. Metilaciju možemo regulisati kroz ishranu bogatu folatima i metioninom, koji su izvori metil-grupa. Takve namirnice uključuju lisnato povrće (spanać, kelj), citrusno voće, brokoli, avokado, jaja, orašaste plodove, mahunarke, kao i ribe bogate omega-3 masnim kiselinama. Pored ishrane metilaciju možemo regulisati primenom inhibitora enzima DNK – metiltransferaza (DNMT), koji su odgovorni za dodavanje metilnih grupa na DNK. Neki od poznatih inhibitora DNMT koriste se u tretmanima određenih vrsta leukemije. Dakle, ne radi se isključivo o pojačavanju ili slabljenju DNK metilacije već o njenoj preciznoj regulaciji u zavisnosti od toga koji geni treba da budu aktivirani ili utišani.

• Drugi mehanizam ekspresije gena je modifikacija histona. Da li biste nam objasnili šta je to?

– Modifikacija histona utiče na to kako je DNK upakovana u ćelijskom jedru i može omogućiti ili sprečiti pristup transkripcionim faktorima, čime se reguliše aktivnost gena. Histoni su proteini oko kojih se DNK namotava da bi se formirali hromozomi. Hemijske modifikacije histona mogu da utiču na dostupnost DNK za transkripciju (čitanje) i tako regulišu ekspresiju gena. Tokom starenja dolazi do neravnoteže u histonskim modifikacijama što doprinosi starenju i bolesti. Gubitak acetilacije histona na primer znači da se sa histona uklanjaju acetilne grupe. To obično dovodi do jačeg vezivanja DNK za histone, što otežava pristup genima i smanjuje njihovu aktivnost (transkripciju). Ukratko, gubitak acetilacije obično utišava gene, dolazi do smanjene transkripcije gena važnih za obnavljanje organizma i odbranu od slobodnih radikala. Tj. naši geni „prepisuju recept” s greškom ili nešto izostane, i protein koji spreme ne može da nas odbrani od slobodnih radikala ili obnovi organizam.

• Spomenuli ste da je treći epigenetski mehanizam ne-kodirajuća RNK. Kakav je ovo mehanizam?

– Većina RNK u našim ćelijama ne služi za pravljenje proteina, nego ima regulatornu ulogu. Ove „nekodirajuće” RNK pomažu u kontroli ekspresije gena, osiguravajući da se proteini proizvode u tačnom trenutku i u pravoj količini. Jedan tip ne-kodirajuće RNK su mikro RNK (miRNK) koje funkcionišu kao mali „policajci” u ćeliji. Ako neka RNK počne da proizvodi previše određenog proteina, mikro RNK je može zaustaviti ili uništiti. Na taj način sprečavaju upale, oksidativni stres i ubrzano starenje. Tokom starenja, dolazi do neravnoteže u miRNK profilu, što doprinosi raznim bolestima. Ipak, promene u ishrani i određeni lekovi mogu pomoći da se ovaj balans održi. Na primer, ishrana bogata resveratrolom (crveno grožđe) i kurkuminom (kurkuma) može pozitivno uticati na miRNK i usporiti proces starenja.

Kako to izgleda u praksi?

– Prva faza je čitanje recepta i zove se, logično, transkripcija. Ovde ćelija kopira informaciju iz DNK u molekul RNK (mRNK). Ovo je kao da prepišete recept iz kuvara na papir da biste ga koristili u kuhinji.

– Druga faza je pravljenje obroka (translacija). Molekul RNK „ide u kuhinju” ćelije (ribozom) gde se koristi za pravljenje proteina. Proteini su kao gotova jela – obavljaju specifične zadatke, poput izgradnje tkiva, popravljanja oštećenja, ili borbe protiv bolesti.

– Treća faza se zove posttranslaciona modifikacija. To je dorada na proteinima nakon što su napravljeni. Kada ćelija napravi protein prema uputstvu iz DNK, često ga dodatno obrađuje da bi ga aktivirala ili promenila njegovu funkciju. Zamislite to kao pravljenje kolača – iako ste ispekli biskvit, dodavanjem šlaga ili čokolade možete promeniti njegov izgled i ukus.

• Zašto je to važno?

– Ekspresija gena kontroliše sve procese u telu – od toga kako se obnavlja koža, do toga kako naše ćelije proizvode energiju ili se bore protiv infekcija. Da objasnim: ako je neki gen previše aktivan, može doći do problema, poput zapaljenja ili nekontrolisanog rasta ćelija (rak). S druge strane, ako je gen premalo aktivan, ćelije možda neće proizvoditi dovoljno proteina potrebnih za obnavljanje tkiva ili borbu protiv bolesti. Evo i primera u antiejdžing medicini: ako pojačamo ekspresiju gena koji podstiču proizvodnju kolagena možemo usporiti pojavu bora i održati zdravu kožu. Smanjenjem aktivnosti gena koji uzrokuju zapaljenja možemo sprečiti hronične bolesti i produžiti vitalnost.

U sledećem nastavku uvodimo još jedan novi pojam – telomere. Doktor medicinskih nauka i specijalista kliničke biohemije, dr Tatjana Ristić će nam objasniti šta su telomiri i kakve oni veze imaju sa epigenetikom i antiejdž medicinom.

Ceo intervju možete pročitati i na sajtu https://mariniranje.rs/dr-tatjana-ristic-o-antiejdzing-medicini-epigenetika-2-deo/