Эпигенетика - новый шанс для лечения рака и других тяжелых болезней

Проф. Моше Шиф (Moshe Szyf)- эпигенетик из Университета Макгилла (McGill University), член Академии Наук Королевского общества Канады, один из пионеров эпигенетики, основатель психиатрической и поведенческой эпигенетики, автор более 250 научных работ и первых патентов в этой области.

30 лет назад, Моше Шиф первым указал на возможную взаимосвязь между эпигенетикой и возникновением рака. В 1993 Моше Шиф был одним из соучредителей и основателем первой в мире эпигенетической компании (MethylGene Inc.) a также учредителем первого журнала в области эпигенетики, Epigenetics.

В 2016 году, Моше вместе с нашим соотечественником Давидом Чеишвили, открывает в Канаде компанию, Montreal EpiTerapia.

Давид Чеишвили - выпускник Кутаисского государственного университета (1995 г) по специальности биология. В 2000 Давид эмигрировал в Израиль, где продолжил учебу в Иерусалимском университете, где получил степени магистра и доктора философии в лаборатории профессора Аарона Разина- автора фундаментального открытия в области метилирования ДНК и экспрессии генов. В 2011 году, Давид присоединился к лаборатории Моше Шифа в университете Макгилла, где работает и до сих пор.

Целью компании является учреждение эпигенетической диагностической лаборатории и дистрибьютерского центра в Грузии, который будет предоставлять диагностические услуги по всей Грузии и соседних странах.

Сегодня мы поговорим Моше Шифом о новом виде диагностических услуг, ранней диагностики рака при помощи эпигенетических маркеров.

Что такое эпигенетика?

Мы наследуем гены от наших родителей в виде нуклеотидной последовательности молекулы ДНК. В том числе, таким образом, мы можем унаследовать гены, повышающий риск заболевания раком. Однако, уже давно известно, что в дополнение к нуклеотидной последовательности ДНК, мы также наследуем химическую "маркировку" ДНК, которая закладывается еще во время внутриутробного развития. Эти маркеры выполняют функцию пунктуации в нуклеотидной последовательности. Например, они могут указывать на гены, которые должны “включаться” в правильное время и в нужном месте. Эти химические маркеры представляют собой метильные группы. Соответственно, процесс добавления метильных групп к молекуле ДНК, мы называем метиляцией ДНК.

Если по какой-либо причине маркировка нарушена, то гены не смогут работать правильно, даже если сама нуклеотидная последовательности не нарушена. И это может привести к болезни. Обычные методы определения последовательности нуклеотидов в ДНК (секвенирование), легко могут упустить эти изменения.

В чем важность эпигенетики?

Теперь подумайте, что может произойти, если ген, который защищает нас от рака, метилирован неверно? Это нарушение вызывает сбой в работе гена, который, попросту, не может "включиться" и выполнить свою защитную функцию. Стандартный генетический анализ, не выявит никаких изменений, хотя у больного эпигенетическая регуляция уже нарушена. Поэтому, эпигенетический анализ, в данной ситуации, является ценным методом выбора который может выявить заболевание, неподдающееся ранней диагностики если использовать существующие методики. Онпозволяет обнаружить потенциально любую болезнь, и в частности рак. Наиболее важным различием между генетическими и эпигенетическими изменениями является то, что эпигенетические изменения могут быть скорректированы при помощи лекарств, которые абсолютно бессильны в случае генетических мутаций. Таким образом, эпигенетика обладает огромным терапевтическим потенциалом. Эпигенетика способна изменить наше понимание болезни, ее диагностирование и лечение. Эпигенетика обладает огромным потенциалом для преобразования медицины. Учитывая принципы эпигенетического регулирования, возможно создание новых средств и способов лечения.

Когда Вы впервые задумались о роли эпигенетики в раковых заболеваниях?

Около 30 лет назад мы заметили, что очень важные гены в раковых клетках метилированы иначе чем в здоровых. Мы, далее, обнаружили, что механизм, ответственный за метилирование ДНК раковых клетках изменен. Затем я предложил, что метилирование ДНК является главной мишенью для терапии и диагностики рака и мы подали заявку на первый в этой области патент в США. В начале надо мной смеялись. Но сейчас я считаю, что все согласны с тем, что метилирование ДНК чрезвычайно важно для диагностики и терапии рака.

Действительно ли эпигенетика важна только для лечения рака?

Нет. Около 15 лет назад мы обнаружили, что эпигенетика играет важную роль в том, как социальный опыт отпечатывается в геноме человека. Я предложил тогда, что метилирование ДНК играет важную роль в психологии и психиатрии и, соответственно, имеет огромный потенциал для лечения и диагностики.

Например, мы продемонстрировали, что забота крысы-матери о своем потомстве, отпечатывается в мозгах ее детей и это определяет то, как они себя будут вести и как они будут подвержены стрессу в течение всей жизни. Затем мы показали, что подобные изменения происходят и у людей. Последующие исследования продемонстрировали влияния бедности и насилия на развитие ребенка. Метилирование ДНК является механизмом генетической памяти, которая записывает поверх генома наш опыт и изменяет то как работают наши гены. Если мы сможем определить, как идентифицировать эти изменения, мы сможем диагностировать ранние маркеры, которые могут предсказать болезнь до того, как она проявится клинически, что, в свою очередь, увеличит наши шансы на предотвращение и лечение болезни.

Как мы можем использовать эпигенетику для ранней диагностики рака?

Основная проблема при раке это ранняя его диагностика. Если мы обнаружим рак на ранней стадии, то шансы на его излечение будут впечатляющие. Достаточно большой процент населения подвержен высокому риску заболеваемости раком, и если мы будем регулярно проводить профилактику, мы сможем спасти много жизней. Научные исследования установили, что метилирование ДНК в раковых клетках резко отличается от метилирования ДНК в нормальных клетках. На сегодняшний день в нашем распоряжение имеются методы для достаточно точного определения уровня метилирования ДНК и таким образом, возможно определить с достаточной точностью, является ли клетка раковой или нет. Однако проблема в том, что для этого нам нужна опухолевая ткань для чего потребуется хирургическое вмешательство и знание точной локализации раковой опухоли. Ученые, однако, обнаружили, что раковые клетки склонны диссоциировать, то есть оставлять отпечаток в виде ДНК в крови. Мы можем обнаружить подобные ДНК, которые циркулируют в крови и определить имеет ли она профиль раковой или нормальной клетки. Я думаю, что недалек тот день, когда люди с риском развития рака будут регулярно тестироваться подобным методом и диагноз будет безошибочным. Я уверен, придет время и подобный тест будет обычной, рутинной процедурой в области превентивной медицины. Например, курящие. Они будут проходить подобные процедуры на выявление рака легких на самой ранней стадии и лечение, соответственно, будет более эффективным. Мы считаем, что в ближайшие годы, будет проведено множество таких тестов не только для диагностики рака, но и для диагностики других заболеваний, таких как диабет, депрессия, аутизм, шизофрения и т.д.

Что мы должны сделать, чтобы быть частью этой революции в медицине?

Нам необходимо подготовить инфраструктуру для использования нового типа диагностических услуг среди населения в целом. Новые диагностические лаборатории, должны быть готовы для внедрения новых технологии. Нам также необходимо просвещать широкую общественность, практикующих врачей и правительство относительно важности этого подхода и такие усилия, в конечном итоге, приведут к сокращению расходов и положительно скажутся на экономике страны.