Początkowe etapy życia są kluczowe dla naszego rozwoju. Wczesne okresy rozwojowe – okres prenatalny, wczesnego dzieciństwa oraz dojrzewania – to nie tylko czas kształtowania się biologicznego podłoża późniejszego funkcjonowania, ale również szczególnej wrażliwości organizmu na działanie różnorodnych stresorów. Oddziaływanie czynników, takich jak infekcje czy chroniczny stres pozostawia po sobie biologiczne ślady ujawniające się między innymi na poziomie modyfikacji epigenetycznych – zmian w zakresie ekspresji genów niezwiązanych ze zmianami w samej sekwencji nukleotydów w DNA. Do tej pory udało się ustalić, że doświadczenia chłodu, obojętności, przemocy czy nadużyć w relacji z najbliższym opiekunem wiążą się z modyfikacjami epigenetycznymi. Natężenie modyfikacji pozostaje przy tym w ścisłym związku z nasileniem negatywnych lub traumatycznych doświadczeń. Jednak najnowsze badanie zespołu naukowców z Uniwersytetu Stanu Waszyngton pokazuje, że nie tylko skrajne zachowania opiekunów znajdują swoje odzwierciedlenie w działaniu genów ich potomstwa…
Modyfikacje epigenetyczne są wyrazem dynamicznej adaptacji organizmu do napotkanych warunków środowiskowych, ujawniającej się w działaniu trzech mechanizmów: metylacji DNA, ekspresji miRNA oraz modyfikacji białek histonowych. Zespół prowadzony przez dr Holdsworth postawił sobie za cel zbadanie zmian w zakresie metylacji genu NR3C1 kodującego receptor glikokortykoidowy, którego działanie wpływa na regulację odpowiedzi organizmu na stres. Doświadczenia ostrego stresu i traumy na wczesnych etapach życia zostały już powiązane ze znacząco podwyższonym stopniem metylacji tego genu u dorosłych. Jednak w prezentowanym badaniu, naukowcy nie skupili się na skrajnych doświadczeniach zaniedbań czy przemocy, ale na neutralnym i niezręcznym zachowaniu matki.
Aby sprawdzić, czy subtelne różnice w zachowaniu matki ujawnią się na poziomie epigenomu dziecka, badacze wykorzystali dane pochodzące z wieloletniego projektu śledzącego losy 114 par matek i dzieci urodzonych w 1991 i 1992 roku. W pierwszej kolejności, naukowcy przeanalizowali dane pochodzące z obserwacji interakcji matek i dzieci mających miejsce w 12 miesiącu życia dziecka. Obserwatorzy oceniali poszczególne interakcje według okazywanego przez matkę ciepła – od zachowań niezręcznych (np. wahania się i niepewności w reakcji na zachowanie dziecka), przez neutralne, po ciepłe. Różnice w prezentowanych zachowaniach nie były znaczne, ale to właśnie drobne odchylenia w zakresie charakteru interakcji społecznych stanowiły główny obiekt zainteresowań naukowców. Drugim etapem badania było odniesienie przeanalizowanych danych obserwacyjnych do wyników badań krwi przeprowadzonych wśród dzieci w wieku 7 lat. Na ich podstawie ustalono, że niezręcznemu i neutralnemu zachowaniu matki towarzyszyła zwiększona metylacja genu NR3C1.
“Uzyskaliśmy dowody na związek jakości interakcji matki i dziecka z metylacją tego genu. Co prawda różnice w zakresie metylacji nie są duże, ale wynikają z naprawdę nieznacznych różnic w prezentowanym zachowaniu” – tłumaczy dr Holdsworth.
Jako gen, którego ekspresja wpływa między innymi na regulację działania osi podwzgórze-przysadka-nadnercza (HPA) i hormonalnej reakcji stresowej, NR3C1 odgrywa ważną rolę rozwojową już na etapie neonatalnym. Neonatalny poziom metylacji NR3C1 jest związany z późniejszym rozwojem społeczno-emocjonalnym noworodka. U dorosłych zwiększona metylacja NR3C1 towarzyszy między innymi unikaniu przywiązania w relacjach, doświadczeniom traumy wczesnodziecięcej czy zaburzeniom osobowości borderline.
Choć wyniki niektórych badań wskazują na powiązania zwiększonej metylacji genu NR3C1 z obniżoną lub podwyższoną reaktywnością, naukowcy nie są jeszcze pewni, jaką rolę w regulacji reakcji organizmu na stres pełnią modyfikacje epigenetyczne NR3C1. Nie wiadomo również, czy niewielkie zmiany zaobserwowane podczas badania mogą mieć jakikolwiek wpływ na funkcjonowanie dzieci, ani czy utrzymają się w życiu dorosłym.
„Organizm ludzki rozwija się tak, aby jak najlepiej dopasować się do środowiska, w którym funkcjonuje” tłumaczy dr Holdsworth. „Obserwowane zmiany nie są zatem z założenia dobre lub złe.”
Dr Holdsworth podkreśla również, że wykazane w badaniu modyfikacje epigenetyczne mogą stanowić raczej wyraz naszej różnorodności wynikającej z indywidualnych doświadczeń, niż długoterminowych zmian wpływających na funkcjonowanie organizmu.
