Ústav experimentální medicíny AV ČR, v. v. i.

Publikováno 06. 08. 2021

V aktuálním čísle časopisu International Journal of Molecular Sciences vyšla nová studie autorského týmu z „Oddělení genetické toxikologie a epigenetiky“ a „Oddělení nanotoxikologie a molekulární epidemiologie“.  V rámci studie se vědci zaměřili na výzkum vlivu expozice nanočástic na metylaci DNA. Kromě zjištění rozdílů v metylaci DNA mezi dlouhodobě exponovanou a kontrolní skupinou se vědci věnovali také mapování změn metylace v čase i na individuální úrovni. Celkem 14 osob bylo sledováno po 4 roky, přičemž získané výsledky poukázaly na změny v nastavení metylace u exponovaných, tak i kontrolních osob. Celkově byly tyto změny rozsáhlejší u exponovaných jedinců, avšak bylo nalezeno také několik míst, kde ke změnám, na rozdíl od kontrolní skupiny, prakticky nedocházelo. Právě tato místa jsou spojována s procesem adaptace k této konkrétní dlouhodobé expozici a jsou fixována procesem epigenetické paměti.

Nová studie navazuje na předchozí výzkum, který byl zaměřen zejména na vliv znečištěného ovzduší u osob z různých lokalit ČR, lišících se mírou a typem znečištění. Získané výsledky poukázaly na to, že jeden z předpokladů genetické toxikologie, a to že spolu se zvyšující se hladinou polutantu se současně zvyšují i hladiny markerů expozice (tzn. měřitelných změn v organismu) není vždy platný, protože lidský organismus má velkou schopnost adaptovat se na podmínky vnějšího prostředí. Jako výsledek výzkumu byl navržen model epigenetické adaptace expozičním vlivům životního prostředí. Tento model ukazuje na vliv chronické expozice z vnějšího prostředí na nastavení metylace DNA, což má zásadní vliv na funkci genů (přepínání mezi cytosinem a 5-methylcytosinem v CpG místech může přispívat k zapínání a vypínání genů). Ve výsledku se tedy může aktivita stejných genů u osob z různých lokalit výrazně lišit. K formování nejvýhodnějšího nastavení metylace pro dané prostředí dochází již v období prenatálního vývoje, ale protože se jedná o flexibilní proces, může být toto nastavení měněno (adaptováno) i v průběhu života. Zcela unikátní mechanismus je spojen s epigenetickou pamětí, což umožňuje osobám, které v minulosti žily v prostředí s vyšší zátěží a opětovně se do tohoto prostředí vrátí, rychleji se tomuto prostředí znovu přizpůsobit.

Budoucí směr výzkumu bude zaměřen kromě identifikace metylačních změn k nejrůznějším expozičním faktorům také na souvislosti mezi procesem adaptace a případnými zdravotními dopady v budoucnu.

Odkaz na publikaci:  https://www.mdpi.com/1422-0067/22/15/7834