Также недавно мы провели еще одно исследование, объектом которого были однояйцевые близнецы женского пола. У одной из сестер был обнаружен рак груди, у другой не было даже предпосылок к этой болезни. Наши изыскания привели нас к открытию: задолго до клинической диагностики сестры-близнеца, которой поставили этот диагноз, были обнаружены изменения метилирования ДНК ее клеток. Вот так — сестры были одинаковыми, но разными.

Генотип и фенотип — разные явления: генотип — совокупность генов, а фенотип — любой видимый признак организма, например цвет волос, поведение и т. д. Таким образом, фенотип является проявлением генотипа в определенной окружающей среде.

Примем эти определения за основу. Фенотипическая дискордантность устанавливает, что два организма могут обладать абсолютно одинаковым генотипом, то есть иметь одинаковые гены, но — и в этом вся загвоздка — их фенотипы будут различными. Когда такое случается, дискордантность объясняется эпигенетическими процессами, а не различием генов, так как они одинаковы. Именно однояйцевые близнецы, несмотря на то что они генетически идентичны, могут демонстрировать разные особенности, даже, как мы убедились, до такой степени, что один здоров, а второй подвержен заболеванию. Изменения будут зависеть от влияния окружающей среды на генетику этих индивидов.

Как уже говорилось, наши гены подвержены влиянию различных факторов, включая окружающую среду, которые могут модифицировать эпигенетику и даже оказывать воздействие на функционирование нашего организма.

Не нужно далеко ходить, чтобы найти пример, который объяснил бы нам этот феномен: представьте, что вы живете в загрязненной среде, примером которой может быть любой большой город. В такой среде ваше тело оказывается окруженным химическими соединениями, от которых ему нужно избавиться, и вследствие процесса очищения производятся реактивные формы кислорода (ионы кислорода, свободные радикалы и перекиси), которые провоцируют окислительный стресс.

Так вот этот стресс хотя и не вызывает генетических мутаций (то есть изменений в последовательности наших генов), но в состоянии нанести ущерб эпигенетическим механизмам, что может способствовать преждевременному старению организма и появлению множества болезней, например, таких как рак, различные патологии нейронов, аутоиммунные заболевания.

Существует несколько точек зрения на эту проблему, и довольно сложно прийти к единому заключению, так как разные индивиды могут по-разному отвечать на раздражители и изменчивость среды обитания и окружающей среды.

Помимо уязвимости, свойственной непосредственно индивиду, нужно иметь в виду среду обитания: тот, кто живет за городом, скорее всего, будет меньше подвержен эпигенетическим изменениям, вызванным контактами с городским загрязнением. Подобным образом курящий человек, не соблюдающий диету, ведущий сидячий образ жизни или загорающий без защиты, будет более уязвим. На самом деле перечисленные нами факторы — лишь малая часть тех условий, которые наносят вред нашему эпигеному. Малая, но доказанная.

Тем не менее сегодня существуют многочисленные белые пятна в вопросе о том, какие именно изменения в среде обитания влияют на эпигеном. Поэтому на повестке дня стоят исследования, направленные на изучение состояния организма в разных условиях с целью понять — чего именно не хватает на уровне эпигенетики при различных заболеваниях, что может быть их причиной и как предотвратить их в будущем.

В отличие от генетических, эпигенетические изменения изначально обратимы. Новость вроде бы хорошая, а главное, многообещающая с точки зрения эпигенетики как науки. Эти эпигенетические изменения случаются естественным образом и протекают динамично. То есть в течение эмбрионального развития или в процессе формирования разнообразных типов клеток эпигенетические метки постоянно меняются, чтобы определять сущность и функцию клеток и тканей. Так что если проявится эпигенетическое изменение, которое приводит к определенному заболеванию, эта отклоняющаяся от нормы метка теоретически сможет модифицироваться, вернувшись к непатологическому состоянию. В настоящее время уже успешно используются эпигенетические медикаменты (например деметилирующие агенты ДНК) для лечения таких болезней, как миелодиспластический синдром (заболевание, при котором в организме нарушена функция выработки кровяных клеток).

Эпигенетика — многообещающая наука как минимум потому, что здесь процессы действительно обратимы. Однако остается еще много работы: даже если мы на правильном пути к разработке узкоспециализированных лекарств, наша цель — получить медикаменты, которые обращают конкретное интересующее нас эпигенетическое изменение вспять.

Ответ дать довольно сложно, хотя очевидно и бесспорно то, что существует четкая связь между изменением эпигенетической регуляции и происхождением различных недугов, таких как рак, старение, аутоиммунные заболевания и т. д. Однако помимо окружающей среды, существует гораздо больше факторов, определяющих нашу чувствительность к тем или иным болезням.