Czy zastanawialiście się kiedyś, dlaczego bliźniacy jednojajowi, mimo że w teorii identyczni pod względem genetycznym, dają się rozróżnić? Zwłaszcza jeśli wychowywali się osobno? Podobne, nawet znacznie bardziej spektakularne zjawiska zachodzą w świecie zwierząt: odpowiednio karmiona pszczoła staje się królową, a w stadzie pawianów samiec, który wygra walkę z aktualnym samcem alfa, staje się większy, silniejszy, bardziej owłosiony i umięśniony. Tłumaczy to nauka zwana epigenetyką.

Wszystkie nasze komórki powstają z jednej zygoty, czyli zapłodnionej komórki jajowej. Mimo to zdecydowanie różnią się od siebie – jedne mają zdolność wydzielania hormonów (są to komórki gruczołowe), inne chronią nas przed środowiskiem zewnętrznym (komórki nabłonkowe), jeszcze inne generują impulsy elektryczne i tworzą świadomość (neurony). Jak to się dzieje, że wszystkie powstają z jednej komórki? Epigenetyka mówi, że odpowiadają zmiany ekspresji genów – innymi słowy, jedne są włączane, drugie wyłączane, tak że różne komórki mają w rezultacie inne zestawy aktywnych genów. Nie jest przy tym modyfikowany bezpośrednio łańcuch DNA, a tylko przyczepione do niego białka, które zwijają lub rozwijają jego poszczególne fragmenty, uniemożliwiając lub ułatwiając odczytanie informacji genetycznej. Dla przykładu, jedna z teorii, skąd się bierze częsta choroba zwana zespołem policystycznych jajników, mówi, że przyczyną jest zaburzenie działania hormonów na mózg w okresie płodowym, w wyniku czego w okresie dojrzewania źle steruje on pracą jajników.

Najlepsze w epigenetyce jest to, że zmiany te mogą powstawać pod wpływem środowiska zewnętrznego – klimatu, stresu, grupy społecznej (także biedy lub bogactwa!) oraz diety. Rodzi to wielkie nadzieje związane z możliwością wpływania na czynność komórek na poziomie molekularnym za pomocą prostych działań, jak właśnie zmiana diety, wysiłek fizyczny czy medytacje – a dowody, że tak w istocie jest, otrzymujemy praktycznie codziennie w postaci badań naukowych. Opisywany tu już przykład dotyczył zmian ekspresji genów pod wpływem smogu oraz zmian, jakie w tym kontekście powoduje witamina D. Zresztą witamina D jest sztandarowym przykładem epigenetyki, bo jej działanie polega właśnie na przedostawaniu się do jądra komórkowego i włączaniu oraz wyłączaniu genów.

Dzięki niedawnej pracy amerykańskich naukowców z Uniwersytetu w Miami mamy możliwość prześledzić, jaki jest potencjał innej witaminy do wywoływania modyfikacji epigenetycznych, a mianowicie witaminy C. Oprócz licznych znanych funkcji, które pełni u człowieka, witamina C reguluje funkcję dwóch grup enzymów odpowiedzialnych za modyfikacje DNA: demetylaz histonowych zawierających domenę Jumonji oraz hydroksylaz TET. Działanie to umożliwia włączenie genów, które powodują odmłodzenie komórek somatycznych i cofnięcie ich do stadium wielopotencjalnej komórki macierzystej. A ta komórka ma potencjał wytwarzania nowych komórek, i to zwykle różnorakich (w domyśle: takich, na które jest największe zapotrzebowanie). Dodatkowo witamina C wpływa na aktywność enzymów, które regulują naprawę DNA. Najbardziej chyba spektakularne jest jednak to, że zdaniem autorów witamina C wymazuje pamięć zmian epigenetycznych w dorosłych komórkach. Innymi słowy, niezależnie jak zmieniał się nasz zestaw aktywnych genów w ciągu naszego życia, witamina C przywraca go do stanu wyjściowego. W tej fundamentalnej zmianie autorzy cytowanego artykułu widzą też potencjał wykorzystywania witaminy C do leczenia choroby nowotworowej – niezależnie od mutacji, które są przyczyną nowotworów, „ukrycie” tych fragmentów kwasu nukleinowego w komórkach rakowych może pełnić rolę terapeutyczną, ponieważ regiony staną się niemożliwe do odczytania, a przez to znikną przyczyny dysregulacji metabolizmu i cyklu życia komórek, które prowadzą do ich nowotworzenia.

Tyle teorii. Co z tego potwierdzono w praktyce? Ważna uwaga: działania, o których napisano wyżej, nie są bynajmniej czysto teoretycznymi rozważaniami, tylko logiczną interpretacją licznych wyników badań molekularnych przytaczanych w artykule. Wyzwaniem jednak pozostaje zawsze wykazanie, że te same zjawiska zachodzą w ludzkim organizmie po przyjęciu bezpiecznych dawek witaminy C. Jak się okazuje, tu mamy kilka ciekawych badań klinicznych interwencyjnych lub obserwacyjnych:

  • u przedwcześnie starzejących się chorych na zespół Wernera witamina C zwalnia skracanie się telomerów (czyli spowalnia starzenie komórek) i zmniejsza nasilenie stanu zapalnego; czyni to witaminę C potencjalnym czynnikiem odmładzającym i zapobiegającym przedwczesnemu starzeniu dojrzałych komórek somatycznych;
  • ludzie z chorobą nowotworową i niedoborem witaminy C żyją krócej, a niedobór witaminy C towarzyszy niektórym nowotworom stosunkowo często i jeszcze może być pogłębiany w wyniku terapii;
  • niedobór witaminy C u skutecznie leczonych chorych może wiązać się z agresywniejszą wznową lub większym ryzykiem wznowy nowotworu;
  • niektóre leki onkologiczne współdziałają ze zmianami epigenetycznymi (włączaniem genów o roli ochronnej) powodowanymi przez witaminę C;
  • witamina C jest w stanie wzmacniać siłę działania pewnych chemioterapeutyków, np. stosowanych w leczeniu glejaka, co z kolei przyczynia się do wydłużenia przeżycia chorych.

Zdaniem autorów wszystkie te informacje pozwalają podejrzewać, że za pomocą witaminy C w połączeniu z lekami można pomóc wymazać pamięć epigenetyczną komórki rakowej, czyli zlikwidować zmiany, które doprowadziły do rozwoju nowotworu, włączyć na powrót geny zabezpieczające przez rakowaceniem i przywrócić kontrolę nad cyklem życiowym tych komórek.

Trwają badania kliniczne, które mają wyjaśnić, czy efekt ten faktycznie jest możliwy do uzyskania u człowieka oraz jaka jest rola dawek dożylnych i doustnych witaminy C (po podaniu doustnym wchłania się zaledwie połowa podanej dawki, przy podaniu dożylnym cała dawka prawie natychmiast znajduje się we krwi). Najbardziej spektakularne mogą być wyniki badań chorych na nowotwory mózgu, tkanka nerwowa bowiem ma wysokie zapotrzebowanie na witaminę C (wykorzystuje ją do syntezy neurotransmiterów), a sama witamina C łatwo przenika do mózgu (co jest trudnością w przypadku wielu chemioterapeutyków).

Czy przyszłe badania spowodują, że witamina C stanie się stałym elementem programów chemioterapii – czas pokaże. Tymczasem weźmy sobie do serca fakt, że w diecie społeczeństw zachodnich często brakuje witaminy C i postarajmy się ten fakt naprawić.

Na podstawie

Front Cell Dev Biol. 2019 Jul 16;7:128. Reprogramming the Epigenome With Vitamin C. Lee Chong T, Ahearn EL, Cimmino L.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google

Komentujesz korzystając z konta Google. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Połączenie z %s