O parte importantă a genomului uman a fost considerată mult timp inutilă, însă cercetarea arată că aceste secvențe pot avea un rol important în modul în care organismul reacționează la invadatori și își repară țesuturile.
Prof. Valerio Orlando, biolog molecular și specialist în epigenetică, a vorbit despre mecanismele care leagă programul genetic de mediul în care trăim și despre modul în care acestea pot influența fiziologia și îmbătrânirea.
Alături de acad. prof. univ. dr. Irinel Popescu, realizatorul emisiunii Academia de Sănătate, și jurnalistul Val Vâlcu, prof. Valerio Orlando a explicat cum încearcă cercetătorii să înțeleagă mecanismele pe care celulele le mai au la dispoziție și cum ar putea fi acestea valorificate.
„Putem folosi, de exemplu, manipularea genetică prin agenți exogeni, prin concepte de inginerie genetică și tehnologii noi. În același timp, înțelegând mecanismele pe care celulele le au încă la dispoziție, putem identifica strategii sau medicamente care să folosească ceea ce celula mai poate face.
În domeniul nostru, încercăm să facem acest lucru printr-un program de cercetare în epigenetica mediului, un program care a fost stabilit cu ani în urmă și care a reunit colegi și laboratoare diferite”, spune el.
Prof. Valerio Orlando a explicat că epigenetica urmărește tocmai relația dintre ceea ce este înscris în programul genetic și mediul în care funcționează organismul:
„Epigenetica este domeniul științei care investighează dialogul dintre programul genetic și mediu. Mediul reprezintă, pe de o parte, micromediul pe care celulele noastre îl experimentează în interiorul organismului, iar pe de altă parte, corpul nostru este cel care experimentează lumea exterioară.
Limbajul acestei interacțiuni este metabolismul. Fiecare funcție fiziologică depinde de producția de energie și de compuși biochimici care devin constituenții corpului nostru”.
Potrivit cercetătorului, organismul pornește de la un anumit program genetic, însă experiențele biologice prin care trecem sunt traduse în componente biochimice:
„Ideea este că programul nostru genetic evoluează în timp. Avem un punct de plecare, dar, în funcție de experiența noastră biologică, dacă am mers la școala potrivită sau la școala greșită, dacă am avut mâncare bună sau mâncare proastă, dacă am avut un mediu potrivit, pozitiv sau negativ, corpul nostru traduce aceste experiențe în componente biochimice. În acest fel, ne putem influența negativ calitatea vieții sau fiziologia.
Programul nostru încearcă să combine diferite aspecte fundamentale ale adaptării și, acolo unde este posibil, să exploreze și posibilitățile aplicative”.
Una dintre direcțiile de interes ale cercetătorilor a pornit de la ceea ce Orlando numește „cealaltă jumătate a genomului”, adică acea parte care nu se potrivea cu imaginea simplificată potrivit căreia ADN-ul este transformat în ARN, iar ARN-ul în proteină.
„De exemplu, interesul nostru a pornit de la înțelegerea funcției a ceea ce numim ”cealaltă jumătate a genomului”. Astăzi, oamenii cred că, din punct de vedere genetic, putem secvenția întregul genom și că știm totul despre el. Dar atunci când prima versiune a secvențierii genomului a fost lansată, în 2001, doar aproximativ 2% din conținut se potrivea cu dogma „un ADN, un ARN, o proteină”. Restul nu era complet clar.
Chiar și acum există o parte foarte mare a genomului care a fost numită „junk”, fiind compusă din copii repetate ale ADN-ului, aparent fără o funcție clară. Acum înțelegem însă mai bine la ce folosește. Interesul nostru a fost tocmai să înțelegem acest lucru: mai întâi să identificăm partea bună, pentru a putea înțelege apoi și partea care poate deveni problematică”, spune acesta.
Potrivit explicației lui Orlando, aceste secvențe nu sunt pur și simplu resturi fără importanță. Cercetătorul le leagă de o istorie evolutivă în care secvențe provenite de la virusuri străvechi au ajuns integrate în genomul nostru:
„Acest ADN nu este nebun, inutil sau o prostie. Este, de fapt, rezultatul unei lungi istorii evolutive, deoarece este compus din secvențe de ADN care aparțin unor virusuri străvechi.
Cumva, acești inamici au fost recrutați în genomul nostru. Iar ceea ce am dobândit prin acest proces este capacitatea de a-i combate. Este foarte interesant, pentru că un virus este foarte mic și unii viruși au doar trei gene. Noi avem zeci de mii de gene. Totuși, faptul că avem mii de copii ale acestor secvențe integrate în fiziologia noastră înseamnă că am preluat logica virusurilor, adică recunoașterea invadatorilor, și o folosim ca semnal pentru a remedia situația.
Cum? Prin apelarea la ajutorul sistemului imunitar”.
Orlando explică faptul că aceste secvențe au ajuns să fie privite diferit, tocmai prin prisma rolului pe care îl pot avea în comunicarea dintre celule, țesuturi și sistemul imunitar:
„Astfel, aceste secvențe au trecut de la a fi considerate inutile la a deveni fundamentale, pentru că mediază capacitatea celulelor și țesuturilor de a solicita și de a organiza intervenția sistemului imunitar acolo unde este necesar.
Acest lucru este important în cel puțin două contexte. Unul este invazia patogenă. Celălalt este regenerarea țesuturilor. Avem nevoie, de fapt, de intervenția sistemului imunitar și de inflamație, de o inflamație benefică, pentru a activa sistemele de reparare”.
Inflamația nu trebuie privită exclusiv ca un fenomen negativ, explică cercetătorul. În anumite situații, ea face parte din procesele normale prin care organismul se repară.
„Acest lucru se întâmplă constant, chiar și atunci când mergem la sală, pentru că apar microleziuni care trebuie reparate. În acel moment, este nevoie de intervenția sistemului imunitar și a altor componente printr-un proces inflamator scurt, dar important.
Dacă însă acest proces nu este reglementat, se ajunge la inflamație cronică. Iar inflamația cronică este o problemă asociată îmbătrânirii și unei varietăți de boli”.
Diferența dintre un proces inflamator necesar și unul care persistă devine, astfel, importantă în înțelegerea îmbătrânirii și a unor boli.
„De aceea, atenția acordată inflamației devine din ce în ce mai importantă. Ceea ce, în multe contexte, era considerat anterior lipsit de importanță este acum analizat în legătură cu numeroase procese degenerative, inclusiv cancerul. Eliminarea acestui strat de intervenție pare să fi ameliorat numărul unor contexte patologice.
Să sperăm că, odată cu adoptarea unui nou stil de viață și cu progresul geneticii și al terapiilor de întinerire, durata de viață se va prelungi. Dar acest lucru creează și o problemă”, încheie acesta.
