Rewolucja epigenetyczna w medycynie. Nowe metody wykrywania raka
Mechanizmy epigenetyczne sterują rozwojem naszych komórek. Ich zrozumienie pozwoli skuteczniej wykrywać i leczyć choroby.
Spis treści:
- Co to jest epigenetyka?
- Dlaczego epigenetyka może być kluczem do wyjaśnienia, jak powstają choroby?
- Wczesne wykrywanie nowotworów oparte na epigenetyce
- Prewencja chorób cywilizacyjnych oparta na epigenetyce
Większość z nas pamięta ze szkoły, że to jak wyglądamy i jak funkcjonuje nasze ciało zapisane jest w DNA – materiale genetycznym odziedziczonym od rodziców. Ten sam kod genetyczny znajduje się w niemal każdej komórce naszego ciała, których jest około 30–40 bilionów.
I tu pojawia się pytanie, które przez wieki nurtowało naukowców. Jak to możliwe, że z identycznego DNA powstaje tak ogromna różnorodność komórkowa budujące ciało ludzkie? Ciało, w którym jedne komórki przewodzą prąd – komórki nerwowe, inne dają nam możliwość ruchu – komórki mięśniowe itd.?
Co to jest epigenetyka?
Odpowiedź na to pytanie jest zasadniczo prosta: DNA czytane jest na różne sposoby w różnych typach komórek. To rodzi następne pytanie: kto czy co decyduje o tym, jak materiał genetyczny jest czytany w konkretnej komórce? To właśnie mechanizmy epigenetyczne decydują o tym, jak DNA w komórce jest odczytywane. Dzięki nim z jednej, wspólnej instrukcji powstaje niezwykle złożony organizm, w którym każda komórka odgrywa precyzyjnie zaplanowaną rolę. Epigenetyka to dziedzina nauki badająca te mechanizmy.
Dlaczego epigenetyka może być kluczem do wyjaśnienia, jak powstają choroby?
Prawidłowe funkcjonowanie mechanizmów epigenetycznych pozwala na rozwój tak skomplikowanej maszyny, jaką jest ludzki organizm, zbudowany z ok. 200 typów komórek. Gdyby taki organizm żył w idealnym środowisku, w którym żaden z czynników nie wpływałby negatywnie na funkcjonowanie mechanizmów epigenetycznych, żylibyśmy długo i w zasadzie bez większości chorób. Takie środowisko niestety nie istnieje. Od naszych pierwszych dni na świecie nasz organizm poddawany jest działaniu niekorzystnych czynników środowiskowych, które zmieniają funkcjonowanie mechanizmów epigenetycznych.
Kiedyś myśleliśmy, że zmiany genetyczne, takie jak mutacje DNA, są kluczowe w powstaniu chorób, szczególnie nowotworów. Okazało się jednak, że DNA w naszych komórkach jest bardzo stabilne i nawet jeśli czynniki środowiskowe doprowadzą do powstania mutacji, zasadnicza większość tych mutacji jest przez komórkę naprawiana. Dlatego też w momencie, gdy świat naukowy doszedł do wniosku, że samych mutacji nie da się obarczyć winą za rozwój nowotworów i wielu innych chorób, nastąpił dynamiczny rozwój badań epigenetycznych. A stało się to w zasadzie w latach dwutysięcznych, tak więc epigenetyka jest nauką stosunkowo młodą.
Wczesne wykrywanie nowotworów oparte na epigenetyce
Pomimo tego, iż epigenetyka jest bardzo młodą dziedziną nauki, osiągnięcia naukowców pracujących w tej dziedzinie są absolutnie zdumiewające. Najlepszym przykładem tych osiągnięć jest prosty test umożliwiający wczesne wykrywanie nowotworów z diagnostycznej próbki krwi. Prototyp takiego testu opartego na markerach epigenetycznych jest już w bardzo zaawansowanych badaniach klinicznych. Co istotne, pomimo lat prób opracowanie takiego testu na markerach genetycznych nie powiodło się.
Wprowadzenie do profilaktyki nowotworów prostego testu, który pozwalałby wykrywać nowotwór szczególnie w jego wczesnym stadium i który każdy z nas mógłby wykonać co kilka lat, zrewolucjonizowałoby profilaktykę nowotworową. Największym wyzwaniem współczesnej onkologii jest to, iż większość nowotworów wykrywamy w zaawansowanym i rozsianym stadium, kiedy prognoza jest bardzo poważna. Gdybyśmy mogli wykrywać je wcześniej, leczenie w zdecydowanej liczbie przypadków kończyłoby się chirurgicznym usunięciem guza.
Prewencja chorób cywilizacyjnych oparta na epigenetyce
Onkologia nie jest jedyną dziedziną medycyny, którą rewolucjonizują badania epigenetyczne. Z postępem badań epigenetycznych coraz jaśniejsze staje się, że zaburzenie mechanizmów epigenetycznych leży u podstaw choroby cywilizacyjnych, takich jak np. cukrzyca typu drugiego. Zrozumienie tych mechanizmów, podobnie jak w nowotworach, może otworzyć drogę nie tylko do skutecznej prewencji, ale także do efektywnego leczenia tych schorzeń.