genele

În septembrie 1944, trenurile din Olanda s-au oprit. Lucrătorii feroviari olandezi sperau că o grevă ar putea opri transportul trupelor naziste, ajutând forțele aliate în avans.

Dar campania aliaților a eșuat, iar naziștii au pedepsit Olanda blocând aprovizionarea cu alimente, scufundând o mare parte a țării în foamete. În momentul eliberării Olandei în mai 1945, mai mult de 20.000 de oameni muriseră de foame.

Iarna foametei olandeze s-a dovedit unică în moduri neașteptate. Deoarece a început și s-a încheiat atât de brusc, a servit ca un experiment neplanificat în sănătatea umană. Se pare că femeile însărcinate erau extrem de vulnerabile, iar copiii pe care i-au născut au fost influențați de foamete de-a lungul vieții.

Când au devenit adulți, au ajuns cu câteva kilograme mai grele decât media. La vârsta mijlocie, aceștia aveau niveluri mai ridicate de trigliceride și colesterol LDL. De asemenea, aceștia au înregistrat rate mai mari de afecțiuni precum obezitatea, diabetul și schizofrenia.

Până când au ajuns la bătrânețe, aceste riscuri avuseseră o taxă măsurabilă, potrivit cercetărilor L.H. Lumey, epidemiolog la Universitatea Columbia. În 2013, el și colegii săi au analizat evidența deceselor a sute de mii de olandezi născuți la mijlocul anilor 1940.

Ei au descoperit că oamenii care fuseseră in utero în timpul foametei - cunoscută sub numele de cohorta olandeză de iarnă a foamei - au murit cu o rată mai mare decât oamenii născuți înainte sau după aceea. „Am constatat o creștere cu 10% a mortalității după 68 de ani”, a spus dr. Lumey.

Tiparele pe care Dr. Lumey și colegii săi documentați nu sunt disputați, dar oamenii de știință încă se luptă să înțeleagă cum se întâmplă.

„Cum naiba poate corpul tău să-și amintească mediul în care a fost expus în pântece - și să-ți amintești asta decenii mai târziu?” se întreba Bas Heijmans, genetician la Centrul Medical al Universității Leiden din Olanda.

Dr. Heijmans, Dr. Lumey și colegii lor au publicat miercuri un posibil răspuns, sau parte dintr-unul, în revista Science Advances. Studiul lor sugerează că iarna olandeză a foamei a redus la tăcere anumite gene la copiii nenăscuți - și că au rămas tăcute de atunci.

În timp ce toate celulele din corpul unei persoane împărtășesc aceleași gene, diferite sunt active sau tăcute în celule diferite. Acest program este în mare parte blocat înainte de naștere.

Dar oamenii de știință au aflat că experiențele ulterioare - de exemplu, expunerea la un virus - pot determina celulele să liniștească o genă sau să-i sporească activitatea, uneori permanent.

Studiul acestui control genetic pe termen lung se numește epigenetică. Cercetătorii au identificat moleculele pe care celulele le folosesc pentru a programa ADN-ul, dar modul în care funcționează aceste instrumente nu este pe deplin clar. Unul dintre cele mai bine studiate este un capac molecular numit grup metil.

La milioane de pete din ADN-ul nostru, genele pot transporta o grupare metil. Se pare că reduc tăcerea genelor - cel puțin, cercetătorii au descoperit că genele tăcute au adesea o colecție de grupări de metil care se ascund în apropiere.

Mulți cercetători au speculat că afecțiunile prenatale pot influența sănătatea oamenilor de-a lungul vieții și unii au speculat că grupările metil sau alte forme de epigenetică pun în acțiune așa-numita programare fetală.

Dar este greu să pui această idee la încercare fermă. Iarna olandeză a foamei ar putea oferi o oportunitate, Dr. Heijmans și Dr. Își dădu seama Lumey.

Când Dr. Lumey a început să studieze cohorta olandeză de iarnă a foamei în anii 1990, a prelevat probe de sânge de la mii de subiecți de vârstă mijlocie. De asemenea, a luat mostre de la frații lor, născuți înainte sau după foamete.

Peste un deceniu mai târziu, el și colegii săi au reușit să profite de noua tehnologie puternică pentru detectarea grupurilor de metil din celulele sanguine. Au preluat ADN-ul din probe și l-au plasat într-un dispozitiv capabil să găsească grupări metil la aproape 350.000 de pete de pe genom.

Apoi, cercetătorii au căutat modele ciudate. Au căutat grupuri de metil care erau comune în cohorta olandeză de iarnă a foamei, de exemplu, dar lipseau de la frați.

Apoi și-au îndreptat atenția asupra sănătății supușilor lor. Au sortat oamenii în funcție de indicele de masă corporală, de exemplu, și au căutat grupuri de metil care erau neobișnuit de frecvente la persoanele supraponderale.

În cele din urmă, cercetătorii au fuzionat rezultatele - și au găsit câteva grupări metil care erau legate atât de foamete, cât și de condițiile de sănătate mai târziu în viață. „Am reușit să conectăm cele trei puncte”, a spus Dr. Lumey.

Dr. Lumey și colegii săi propun că aceste grupări metil perturbă modul în care celulele folosesc în mod normal gene. Un grup metil care este legat de un indice de masă corporală mai mare poate să calmeze o genă numită PIM3, care este implicată în arderea combustibilului corpului.

Iată deci teoria: Poate că olandezul Hunger Winter a adăugat un grup metil fetusilor născuți de mame înfometate, ceea ce a făcut ca gena PIM3 să fie mai puțin activă - și a continuat să o facă pentru viață.

Rezultatul? „Poate că metabolismul tău este într-o treaptă inferioară”, spune Dr. A spus Heijmans.

Dalton Conley, un biosociolog la Universitatea Princeton care nu a fost implicat în noul studiu, a spus că ar putea exista alte explicații pentru rezultate. Poate că creșterea în greutate pe măsură ce îmbătrânești declanșează o schimbare epigenetică la PIM3, mai degrabă decât invers.

Și foametea olandeză a dus probabil la multe avorturi spontane și la decese timpurii. Este posibil ca supraviețuitorii să aibă o variantă genetică care să-i facă rezistenți și să le ofere un profil epigenetic distinct care nu a fost surprins în acest studiu.

John M. Greally, directorul Centrului pentru Epigenomică de la Colegiul de Medicină Albert Einstein, a remarcat că sângele este alcătuit din mai multe tipuri diferite de celule, fiecare cu propriul profil epigenetic.

Poate că foametea olandeză a făcut unele tipuri de celule mai frecvente, a spus el, mai degrabă decât să modifice epigenetica.

Dar Dr. Heijmans și colegii săi au studiat aceleași grupuri de metil din celulele musculare, celulele grase și alte țesuturi pe care le-au obținut de la cadavre. La orice persoană, modelul a fost aproximativ același.

Totuși, Dr. Heijmans a spus că noul studiu ar trebui să fie urmărit - de exemplu, cu experimente atent controlate pe animale care pot arunca mai multă lumină asupra modului în care alimentarea unei mame însărcinate afectează epigenetica descendenților ei.

Dacă oamenii de știință pot rezolva misterele persistente ale Olandei Foamei Iarnii, ar putea obține, de asemenea, câteva indicii despre modul în care alte tipuri de stres pot reprograma sănătatea copiilor chiar înainte de a se naște.

Dr. Lumey a speculat că profilurile epigenetice ar putea într-o zi să permită medicilor să detecteze modificări care ar duce la probleme mult mai târziu în viață. „Nu trebuie să aștepți șaizeci de ani”, a spus el.