Οι βιταμίνες A και C σβήνουν την κυτταρική «μνήμη».
Ερμής Γεωργιάδης, Μοριακός Βιολόγος, ermovirus@gmail.com
Από το site www. MedicalMagazine.gr
Oι βιταμίνες A και C, εκτός από καλό στη υγεία, επηρεάζουν και το DNA μας σύμφωνα με ερευνητές του Babraham Institute οι οποίοι ανακάλυψαν τον τρόπο με τον οποίο οι βιταμίνες αυτές τροποποιούν την επιγενετική «μνήμη» των κυττάρων. Το γεγονός αυτό είναι πολύ σημαντικό για τη αναγεννητική ιατρική (regenerative medicine) και τη δυνατότητα επαναπρογραμματισμού των κυττάρων από τη μία ιδιότητα στην άλλη.
Για την αναγεννητική ιατρική ο τελικός στόχος είναι να υπάρχει η δυνατότητα να κατασκευαστεί ένα κύτταρο το οποίο θα μπορεί να μεταβληθεί σε οποιοδήποτε άλλο είδος κυττάρου, όπως για παράδειγμα σε εγκεφαλικά κύτταρα, νευρικά κύτταρα ή πνευμονικά κύτταρα. Κύτταρα με τη δυνατότητα αυτή είναι παρόντα στο έμβρυο (εμβρυικά βλαστοκύτταρα) τα οποία και δημιουργούν κύτταρα διαφορετικών τύπων στο σώμα. Η αναγεννητική ιατρική χρησιμοποιεί μεθόδους οι οποίες αναγκάζουν ενήλικα κύτταρα του ασθενούς να επιστρέψουν στις εμβρυικές δυνατότητές τους και να «ξεχάσουν» την προηγούμενή τους ιδιότητα.
Η ταυτότητα ενός κυττάρου καθορίζεται από επιγενετικές αλλαγές στο DNA του. Αυτές οι αλλαγές δεν τροποποιούν τη σειρά της αλληλουχίας των βάσεων αλλά ελέγχουν ποια κομμάτια του μπορούν να προσπελαστούν και να διαβαστούν. Συνεπώς, κάθε διαφορετικός τύπος ενήλικου κυττάρου έχει ένα μοναδικό επιγενετικό αποτύπωμα (ταυτότητα) το οποίο συντηρεί συγκεκριμένες αλληλουχίες γονιδιακής έκφρασης για τον συγκεκριμένο τύπο κυττάρου. Για να επαναφέρει κανείς τα ενήλικα κύτταρα στην αρχική πολυδύναμη κατάστασή τους, θα πρέπει να «σβήσει» το αποτύπωμα αυτό της επιγενετικής πληροφορίας ώστε να μπορέσει να «ανοίξει» και να είναι διαθέσιμο ολόκληρο το γονιδίωμά τους για επαναπρογραμματισμό.
Σε αυτόν ακριβώς το μηχανισμό εμβάθυναν και οι ερευνητές από το Babraham Institute (Ηνωμένο Βασίλειο), το Πανεπιστήμιο της Στουτγάρδης (Γερμανία) και το Πανεπιστήμιο του Otago (Νέα 9Ζηλανδία) ώστε να αποκαλύψουν πώς οι βιταμίνες A και C επηρεάζουν τη διαγραφή του επιγενετικού αποτυπώματος από το γονιδίωμα.
Οι διαφορές των εμβρυικών κυττάρων από τα ενήλικα είναι μία «ετικέτα» μεθυλίου η οποία υπάρχει στα ενήλικα αλλά όχι στα εμβρυικά κύτταρα. Συνεπώς, όταν αφαιρεθεί η «ετικέτα» αυτή από τα ενήλικα κύτταρα μέσω της διαδικασίας της απομεθυλίωσης, θα επιστρέψουν πίσω στην εμβρυική και πολυδύναμη μορφή τους. Η απομεθυλίωση πραγματοποιείται με τη βοήθεια των ενζύμων TET και οι ερευνητές προσπάθησαν να τα χειριστούν κατά τη διάρκεια του κυτταρικού προγραμματισμού ώστε να επιτύχουν την απαιτούμενη πολυδυναμία.
Το εύρημά τους ήταν ότι η βιταμίνη Α ενισχύει την επιγενετική διαγραφή στα βλαστοκύτταρα αυξάνοντας την ποσότητα των ενζύμων TET στο κύτταρο και οδηγώντας κατά συνέπεια σε μεγαλύτερη αφαίρεση των «ετικετών» μεθυλίου από το γονιδίωμα. Αντίθετα, η βιταμίνη C ενισχύει τη δράση των ενζύμων TET αναγεννώντας έναν παράγοντα που είναι απαραίτητος γι’ αυτό τον σκοπό.
Σύμφωνα με τον δρ Ferdinand Von Meyenn, μεταδιδακτορικό ερευνητή στο Babraham Institute και έναν από τους συγγραφείς της μελέτης, και οι δύο βιταμίνες (Α και C) δρουν ανεξάρτητα αλλά συνεργικά ώστε να ενισχύσουν την απομεθυλίωση και συνεπώς τη διαγραφή της επιγενετικής μνήμης που είναι απαραίτητη για τον επαναπρογραμματισμό των κυττάρων.
Η καλύτερη κατανόηση της επίδρασης της βιταμίνης Α στα ένζυμα TET2 μπορεί επίσης να εξηγήσει γιατί αρκετοί ασθενείς με οξεία προμυελοκυτική λευχαιμία (από τις πιο θανατηφόρες μορφές λευχαιμίας) είναι ανθεκτικοί σε μία αποτελεσματική συνδυαστική θεραπεία με βιταμίνη Α και να οδηγήσει σε καλύτερη διαχείριση των περιστατικών αυτών.
Hore T A et al. "Retinol and ascorbate drive erasure of epigenetic memory and enhance reprogramming to naïve pluripotency by complementary mechanisms". Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016; 201608679