8 Minutės
Galvojate, kad giminių medžiai – tai tik bendri bruožai ar šeimos relikvijos? Pagalvokite dar kartą. Nauji tyrimai rodo, kad mūsų genetinis kodas gali turėti kur kas didesnę įtaką gyvenimo trukmei, nei iki šiol manyta. Jei pašalintume nelaimingus atsitikimus, užkrečiamų ligų protrūkius ir kitus išorinius mirties atvejus, paveldimumas, regis, paaiškina maždaug pusę gyvenimo trukmės skirtumų tarp žmonių – tai reikšmingas pervertinimas palyginti su ankstesnėmis nuostatomis.
Atskiriant genetiką nuo atsitiktinumo
Tyrėjai prie šios išvados priėjo iš naujo įvertinę ilgalaikes mirtingumo bylas keliose šalyse ir taikydami atnaujintus matematinius modelius, kurie leidžia atskirti vadinamąsias „išorines“ mirties priežastis nuo mirčių, tiesiogiai susijusių su biologiniu senėjimu. Kodėl tai svarbu? Nes tradiciniai paveldimumo vertinimai visuomet suveda visas mirties priežastis į vieną krūvą. Nelaimingi atsitikimai ir trumpalaikės aplinkos grėsmės gali užgožti subtilesnius genetinius signalus. Statistiškai pašalinus pastovią išorinių priežasčių bangą – ypač mirčių tarp 20 ir 40 metų, kai bendras mirtingumas yra gana stabilus – tyrėjai galėjo tiksliau įvertinti, kiek gyvenimo trukmės kintamumo iš tiesų tenka paveldimiems veiksniams.
Analizė remėsi dvynių ir šeimų mirtingumo duomenimis iš Švedijos, Danijos ir Jungtinių Valstijų. Dvynių tyrimai jau seniai laikomi aukso standartu bandant išskirti gamtą nuo auklėjimo, ir kai tyrėjai pakoregavo duomenis, pašalinę išorines mirtingumo priežastis, genetinis indėlis pakilo iki maždaug 55 procentų. Tam kontekstui: ankstesni darbai dažniausiai nurodydavo paveldimumą gyvenimo trukmei esant maždaug 6–25 procentų ribose.
Tai nereiškia, kad genai yra likimas. Tai reiškia, jog genų reikšmė yra didesnė nei manyta, kai pašalina triukšmą, kurį sukelia atsitiktinės nelaimės ir laikini aplinkos pavojai. Įsivaizduokite du to paties metų poras: vienos poros gyvenime susikaupia vengiamų aplinkos rizikų rinkinys, o kita šeima gyvena palyginti saugioje aplinkoje – bendruose duomenyse DNR įtaka bus užgožta. Pašalinus tuos išorinius veiksnius, aiškiau matyti genetinė architektūra, kuri lemia ilgaamžiškumo skirtumus.
Ben Shinar, biofizikas, dalyvavęs analizėje, atvirai sakė: „Jei sugebėsime iššifruoti, kodėl kai kurie žmonės pasiekia itin didelį amžių nepaisydami nesveikų įpročių, galėsime tą žinią paversti terapijomis ir vaistais, imituojančiais tas apsaugines mechanikas.“ Paola Sebastiani, biostatistikė, tyrinėjanti ilgaamžiškumo genetiką tarp šimtamečių, sutinka: „Šie peržiūrėti paveldimumo įverčiai dera su eksperimentiniais rezultatais modeliniuose organizmuose ir su genetiniais modeliais, kuriuos matome žmonėse, gyvenančiuose ilgiau nei 100 metų. Kitas žingsnis – identifikuoti konkrečius genus ir signalinius kelius, kurie už tai atsakingi.“
Metodologiniu požiūriu svarbu suprasti, ką reiškia „išorinės“ mirties priežastys: tai nelaimingi atsitikimai, smurtas, užkrečiamos ligos ir trumpo laikotarpio aplinkos streso veiksniai (pavyzdžiui, tarpaiusių protrūkių ar regioninių katastrofų pasekmės), kurie nepriklauso nuo žmogaus ląstelinio senėjimo mechanizmų. Šiuos atvejus galima modeliuoti kaip atsitiktinius triukšmo komponentus, kurie sutrikdo ilgalaikius biologinius signalus. Pašalinus juos iš statistinio tiekimo, lieka „tyresnis“ genetinis signalas, leidžiantis tiksliau įvertinti paveldimumą kaip biologinį reiškinį.
Duomenų kokybė ir laikas taip pat vaidino svarbų vaidmenį. Švedijos ir Danijos registrai pasižymi ilga istorija bei aukšta duomenų kokybe, leidžiančia sekti kartas per kelis dešimtmečius; Jungtinių Valstijų duomenys pridėjo geografinį ir demografinį kontrastą. Derinant skirtingų šalių laikotarpius, tyrėjai galėjo patikrinti, ar modelio rezultatai kartojasi įvairiomis socialinėmis ir medicininėmis aplinkybėmis. Tai padeda sumažinti tyrimų ribotumą, susijusį su vienos populiacijos ypatumais, ir sustiprina išvados patikimumą.
Taip pat verta pabrėžti dvynių tyrimų stiprybę: identiški (monozininiai) dvyniai dalijasi beveik visais genais, o diziginiai dvyniai dalijasi vidutiniškai pusė genų, bet dažnai gyvena panašioje aplinkoje. Lyginant šių dviejų grupių mirtingumo panašumus ir skirtumus, mokslininkai gali išskirti genetinius ir aplinkos komponentus. Kai į šią klasikinę analizę įtrauksime modelius, atmetančius išorines mirčių bangas, pasiekiami aukštesni paveldimumo įverčiai, rodančiai, kad biologiniai amžinimo procesai turi didelį, anksčiau nepastebėtą, indėlį.
Reikia atsižvelgti ir į alternatyvius paaiškinimus: pavyzdžiui, socialiniai veiksniai, sveikatos priežiūros prieinamumas ir vidaus migracija gali sąlygoti tam tikrą selekciją duomenyse. Tyrėjai bandė koreguoti tokias iškraipas, tačiau bet koks statistinis modelis visada turi ribas. Nepaisant to, pergrupuojant duomenis į raštingesnes kategorijas ir atskiriant trumpalaikes išorines rizikas, genetinis signalas pasirodė nuosekliai stipresnis nei manyta anksčiau.
Tyrimo autoriai taip pat pažymi, kad pajungus platesnius genominius duomenis ir tikslesnius aplinkos ekspozicijos matavimus būtų galima toliau detalizuoti šį paveldimumo vaizdą. Taip atsirastų konkretūs tikslai tolesniems genetiniams tyrimams – nuo genominių asocijuotųjų tyrimų (GWAS) iki poligeninių rizikos balų kūrimo ir genetinių variantų funkcinio tyrimo laboratorijose. Tokios priemonės leistų ne tik kiekybiškai vertinti paveldimumą, bet ir identifikuoti molekulinius kelius, kuriuos būtų galima taikiai moduliuoti farmakologinėmis ar genų terapijos priemonėmis.
Pasekmės senėjimo tyrimams ir medicinai
Šie rezultatai keičia ilgėjimo mokslo prioritetus. Jei apie pusė gyvenimo trukmės variacijų priklauso nuo genetikos, masinės genominės studijos kartu su geresniais aplinkos poveikio įvertinimais gali atskleisti potencialius vaistų taikinius arba genų pagrindu grįstus įsikišimus. Tyrimai su šimtamečiais – asmenimis, kurie pasiekia 100 ir daugiau metų – jau duoda užuominų apie apsauginius variantus, palaikančius ląstelių funkciją ir atsparumą stresui. Tų signalų pavertimas gydymu reikalauja kruopštaus darbo: populiacijos genetikos, funkcinio testavimo in vitro ir in vivo bei klinikinio vertinimo.
Konkrečiai, genetiniai variantai, susiję su vienos ar kitos molekulinės sistemos veikimu (pvz., ląstelių atsparumas oksidaciniam stresui, efektyvesnė DNR reparacija, ilgesnės telomerų grandinės ar reguliacija senėjančių ląstelių paties mechanizmo), gali būti identifikuojami kaip kandidatai. Modeliniai organizmai, tokie kaip C. elegans, Drosophila ir pelės, jau parodė, kad mutacijos tam tikruose genuose ar keliuose gali žymiai pratęsti gyvenimo trukmę ar pagerinti sveiko ilgaamžiškumo rodiklius. Suderinus tokius eksperimentinius įrodymus su žmogaus genominiais duomenimis, galima kurti hipotezes apie žmogiškųjų ilgaamžiškumą lemiančias biologines priežastis.
Be to, genominiai tyrimai gali duoti pagrindą tikslesnei prevencinei medicinai ir viešajai sveikatai. Jei tam tikri genetiniai profiliai rodo didesnę polinkį tam tikroms lėtinėms ligoms ar greitesniam senėjimui, galima nukreipti prevencines priemones konkrečiai populiacijai. Tai nereiškia deterministinio požiūrio: gyvenimo būdas ir toliau lieka būtinas veiksnys – rūkymas, mityba, fizinis aktyvumas ir socialiniai ryšiai išlieka stiprūs rizikos moduliatoriai. Tačiau platesnė nuotrauka pripažįsta sąveiką tarp paveldimos polinkio ir elgesio, taip pat tarp biologinių mechanizmų ir socialinių determinančių.
Praktinės implikacijos sveikatos komunikacijoje yra aiškios: reikia subalansuotos žinutės. Viešosios sveikatos gairės turėtų tęsti skatinimą sveiko gyvenimo būdo, bet kartu komunikacijoje verta pažymėti, kad paveldimumas gali paaiškinti dalį rizikos ir kad kai kuriais atvejais individualizuotas požiūris, paremtas genetine informacija, gali pagerinti intervencijų efektyvumą. Tai reiškia investicijas į genomiką, duomenų infrastruktūrą ir etišką genetinės informacijos naudojimą klinikoje bei visuomenėje.
Vertinant mokslinę perspektyvą, vienas iš svarbiausių artimiausių žingsnių yra pereiti nuo agreguotų paveldimumo įverčių prie konkrečių genetinių komponentų identifikacijos. Tai apims didelio masto GWAS, kuriuos galima integruoti su funkciniu genų testavimu (pvz., CRISPR mutacijų praradimo ar įgijimo modeliuose), epigenetiniais tyrimais (kad įvertintume genų raiškos reguliaciją senėjimo metu) ir molekuliniu fenotipavimu (pvz., baltymų arba metabolitų profiliavimu). Tik toks daugiadisciplininis požiūris leis pereiti nuo statistinių asociacijų prie mechanistinių supratimų, kuriuos galima paversti terapijomis.
Tyrimas, paskelbtas žurnale Science, ragina ne radikaliai pakeisti mąstymą, o jį perkalibruoti: genai nėra nei vieninteliai tironai, nei nereikšmingi fone esantys elementai. Jie yra reikšmingi indėlininkai, kurių signalas tampa neabejotinas, kai pašalinis išorinis mirtingumas yra nutrintas. Ateities iššūkis – konvertuoti tą signalą į veiksmingą, pritaikomą žinią ir intervencijas, kurios būtų naudingos įvairioms visuomenės grupėms, nepriklausomai nuo jų giminystės medžių.
Galiausiai svarbu pažymėti ir etinius bei socialinius klausimus: platesnis genetinės informacijos naudojimas sveikatos valdyme kelia privatumo, diskriminacijos ir sveikatos nelygybės riziką. Mokslininkai, gydytojai ir politikos formuotojai turi drauge dirbti, kad užtikrintų teisingą prieigą prie genetinių išteklių, skaidrų informacijos panaudojimą ir apsaugotų asmenis nuo galimo piktnaudžiavimo genetine informacija. Tik taip mokslas gali atnešti realią ir teisingą naudą visuomenei, kartu gerbiant asmens teises ir socialinę atsakomybę.
Šaltinis: smarti
Palikite komentarą