Epigenetik – koppling mellan arv och miljö

Epigenetiska förändringar är ett sätt för kroppens gener att förhålla sig till sin omgivning. Forskningen undersöker nu kopplingen mellan epigenetiska förändringar och utvecklingen av astma och allergi. Vad kan den nya kunskapen innebära för oss och hur vi lever våra liv?

På 1950-talet kunde man för första gången påvisa existensen av DNA, den molekyl som innehåller våra gener. Idag vet vi att nästan varje människa har en egen, specifik, genuppsättning – vårt genom. Undantaget är enäggstvillingar. Vi vet också att genomet är identisk i nästan varje cell hos en människa. Ändå ser våra celler olika ut och har olika funktion. Detta beror på att det finns system som reglerar vilka gener som ska, och inte ska, vara aktiva. Genom dessa system får varje celltyp en egen, specifik, aktivering av sina gener. Det finns flera funktioner som reglerar vilka gener som är aktiva. Epigenetiska förändringar är en mycket viktigt sådan funktion.

Aktiveras

Epigenetik betyder ”över-genetik” och syftar till att regleringen sker ovanför, eller utanför, den genetiska koden. Generna förblir desamma, vad som förändras är om generna är aktiva och till vilken grad. Förändringarna verkar relativt snabbt i respons till utomstående faktorer. Förändringarna är också dynamiska, och en individs epigenetik kan förändras genom livet.

När en människas celler nybildas överförs de epigenetiska förändringarna, vilket har lett till att sådana förändringar ibland kallas för ”cellminne”. Förändringarna går sällan i arv från en generation till nästa, eftersom förändringarna nollställs både när könsceller bildas och när en äggcell befruktas.

Efter nollställningen vid befruktning påbörjas en ny epigenetisk programmering av fostrets celler. Programmeringen resulterar i epigenetiska förändringar som har inverkan på aktiviteten av den nya individens gener. Utfallet av förändringarna kan i vissa fall vara kopplat till de miljömässiga faktorer som fostret, via sin mamma, och senare barnet utsätts för. Det finns också indikationer på att denna initiala epigenetiska programmering i vissa fall kan bli långvarig och påverka geners aktivitet även under vuxen ålder. Därför kan miljöfaktorer närvarande under fosterstadiet och unga år ha inverkan på vår hälsa längre fram i livet.

Epigenetiska markörer

Det finns flera sätt som kunskapen om epigenetik kan användas i praktiken. Dels kan epigenetiska förändringar hos gener användas som markörer för sjukdomar så som astma och allergi. Bland annat har forskare vid Lunds universitet via data från kohorten BAMSE sett att risken för astma är associerad med epigenetiska förändringar i utvalda gener. Forskarna har jämfört epigenetiska förändringar i gener mellan friska personer och personer med astma och allergi.

Epigenetiska förändringar i utvalda gener kan också hjälpa oss förstå vilka gener som är involverade i att orsaka astma och allergi. Flera forskargrupper har visat på epigenetiska förändringar i utvalda gener hos celler i luftvägarna på personer med astma och allergi. Att förstå vilka individer som är i riskzonen samt hur sjukdomsutvecklingen ser ut kan ge goda möjligheter att på bättre sätt förebygga och behandla astma och allergi.

Beror på miljön

Det finns ett stort intresse av att förstå hur vår miljö kan inverka på epigenetiska förändringar. Forskare har exempelvis tittat på kopplingen mellan miljö och epigenetik hos gener och celltyper som sedan tidigare visat sig vara involverade i astma och allergi. Forskare vid Stanfords universitet i USA har sett indikationer på att avgasutsläpp kan påverka så kallade regulatoriska T-celler genom epigenetiska förändringar. I längden kan förändringar hos T-celler i sin tur påverka funktionen av andra celler i immunförsvaret på ett sätt som ofta ses i astma och allergi. Förändringarna verkar kunna ske vid exponering av avgaser via modern under fosterstadiet, men också efter födseln.

Forskare involverade i studierna påpekar emellertid att försöksgrupperna är relativt små och att endast ett fåtal gener studerats. Att studier som dessa gjorts på personer efter födseln, samt under en kortare tid medför också problem med att svara på vad som kom först – den epigenetiska förändringen eller astman och allergin. Svårigheter uppstår också med att avgöra om förändringarna kvarstår över längre tid. För konkreta svar behövs större testgrupper som följs från fosterstadiet till vuxen ålder.

Större och längre studier

För att få tydligare svar har forskare börjat samarbeta. Ett samarbete är det globala projektet Pregnancy and Childhood Epigenetics (PACE) Consortium. Projektet innefattar i dagsläget data från 39 fristående studier. Bland annat är norska, danska och svenska studier involverade, och data från kohorten BAMSE finns representerad. Studierna i PACE har gjorts på flertalet gener, inletts under fosterstadiet och fortlöpt till vuxen ålder.

PACE har, liksom forskarna vid Stanford, studerat avgasexponering. De fann epigenetiska förändringar hos gener involverade i anti-oxidativa försvar. Dessa gener är över lag viktiga för kroppens immunförsvar och kan därför vara relevanta för astma och allergi. PACE kan dock inte bekräfta fynden av epigenetiska förändringar hos specifika celltyper som gjorts av mindre studier, vilket kan bero på att PACE studerat flertalet celltyper samtidigt.

Forskningsprojekt som innefattar större testgrupper vilka följs över längre tid, men tittar på specifika celltyper, har börjat göras. I väntan på resultat från dessa studier kan vi sluta oss till att även om forskningsfältet är komplext så verkar epigenetiska förändringar kunna vara en del i astman och allergins sjukdomsprocess. Den kunskap som just nu genereras kommer förhoppningsvis ge oss bättre förutsättningar att själva förebygga och hantera dessa sjukdomar, men också ge oss möjlighet till bättre vård.