Az anya étrendjének epigenetikus hatásai

Az anya táplálkozásának molekuláris markerei a fogantatás körül megtalálhatók gyermeke DNS-ében.

Emily Willingham
2014. április 29

Az anyai táplálkozás a fogantatás idején befolyásolhatja gyermeke DNS-jének szabályozását a legkorábbi embrionális stádiumtól kezdve - derült ki a Nature Communications egyik ma (április 29.) megjelent tanulmányából, amely a gambiai nők és gyermekek populációjára összpontosított.

epigenetikus

A nyugat-afrikai országnak különálló esős és száraz évszakai vannak, amelyek meghatározzák lakói étrendjét, így a táplálkozás könnyen nyomon követhető. Branwen Hennig, a London School of Hygiene & Tropical Medicine munkatársai és munkatársai arra törekedtek, hogy megállapítsák, hogy a fogantatás során a gambiai nők táplálkozása befolyásolta-e csecsemőik DNS-tagjeinek vagy metilcsoportjainak mintáit. A kutatók profilálták az anyai vérmintákat, a metilációhoz kapcsolódó tápanyagokat keresték, és megvizsgálták a csecsemő szőrének és vérének metilációs mintáit, és specifikus helyeken helyezkedtek el, metasztálható epialléleknek nevezve - olyan szekvenciákban, ahol a metilcsoportok véletlenszerűen adódtak, összehasonlítva a jobban kiszámítható mintázata a többi.

Mivel Hennig csapata hasonló metilációs mintákat talált ugyanazon egyének vér- és hajmintáiban, és mivel ezek a minták az egyének között eltérőek voltak, "a szerzők bizonyítják, hogy ezek a lokuszok megfelelően teljesítik a metastabil epiallélok kritériumait", Gavin Kelsey, a Babraham epigenetetikusa Intézet és a Cambridge-i Egyetem, mondta a The Scientist e-mailben. "Ez egyértelműen érdekes cikk" - mondta Kelsey, aki nem vett részt a munkában, hozzátéve, hogy a tanulmány kiterjed a korábbi jelentésekre, amelyek összekapcsolják az anyai táplálkozást az epigenetikus jelöléssel mind az egér, mind az emberi utódokban.

"Ennek a tanulmánynak az az igazi előrelépése, hogy leszögeztük, hogy az emberi genomban ezek a régiók jóhiszeműen metastabil epiallélek" - mondta Robert Waterland, a tanulmány társszerzője, a texasi Houston-i Baylor College of Medicine táplálkozási epigenetikusa. "A variáció nemcsak sztochasztikusan fordul elő, és az anya táplálkozása befolyásolja a terhesség előtt és alatt, hanem szisztémásan is előfordul" - tette hozzá a korai embrió egészében.

A csapat 167 nőt vont be egy prospektív vizsgálatba. Közülük 84 nő a csúcsos esős évszakban fogant és 83 a teherbe esett a száraz csúcsidőben. A kutatók ezt követően értékelték a metilációval kapcsolatos vegyi anyagok, például a homocisztein, a folát és a B-vitamin koncentrációit az anyai vérmintákban, korreláltak a fogamzási szezonnal, valamint a csecsemő vér- és hajmintájának DNS-ével. Összefüggéseket találtak az anyai biomarkerek és a megnövekedett vagy csökkent metiláció között a csecsemő DNS-ben, és hogy az összes anyai biomarker együttesen magyarázta a csecsemő DNS metilációs mintáinak variációinak körülbelül 10 százalékát.

Az utódok génszekvenciáján túlmutató anyai táplálkozási hatásra vonatkozó utalások először a holland éhínség születési kohorszának Hungerwinter-tanulmányából származnak, amely magában foglalta a második világháborúban a holland éhínséget átélt anyákat és az abban az időszakban született gyermekeiket. Míg ez a tanulmány a cukorbetegség és a szívbetegség későbbi kialakulására összpontosított, más egereken és embereken végzett vizsgálatok rámutattak a metilációval és a metilációval kapcsolatos tápanyagokkal kapcsolatos speciális mechanizmusokra az anya étrendjében és az utódok egészségében.

Andrew Prentice társszerző, a Higiénés és Trópusi Orvostudományi Kar MRC Nemzetközi Táplálkozási Csoportjának igazgatója szerint a jelen tanulmányhoz csapata olyasmit tett, amit a Hungerwinter-tanulmány nem tudott. Mivel kollégáival prospektív módon toborzott anyákat, és az áttétes epiallélokra koncentráltak, képesek voltak "azonosítani azt a kritikus időszakot, amikor az anyai étrend befolyásolta ezt a folyamatot". Ekkor, írta egy e-mailben, "vagy az anya petefészkében fordul elő a fogantatás előtt két héttel, vagy a fogantatás első két napján".

A Prentice tudomásul vette a nőknek azt a tanácsot, hogy a fogamzás előtt folsav-kiegészítőket vegyenek be a magzati idegcső hibáinak megelőzése érdekében. De azt mondta: "eredményeink azt sugallják, hogy a folsav mellett egy tápanyag-koktélra is szükség van".

Kevin Mitchell, a dublini Trinity College genetikai és idegtudományi docense, aki nem vett részt a vizsgálatban, óvatosabban értelmezte a tanulmány eredményeit. "Úgy tűnik, hogy a különböző biomarkerek szezonális különbségei vannak" - írta egy e-mailben, de "egy ilyen feltáró tanulmánynak valóban külön replikációs mintával kell rendelkeznie" - mondta.

A Waterland egyetértett abban, hogy a hatások "viszonylag finomak". De rámutatott az egérvizsgálatokra, amelyek azt mutatták, hogy "a viszonylag nagy fenotípusos hatást a DNS-metiláció meglehetősen szerény növekedése magyarázta".

Prentice megjegyezte, hogy ez a tanulmány megismétli csoportjuk korábbi eredményeit a nők különálló populációjában Kenebában, "ezért nagyon biztosnak érezzük, hogy ez valódi megállapítás" - mondta.

P. Dominguez-Salas és munkatársai: „Az anyai táplálkozás a fogantatáskor modulálja az emberi metastabil epialélek DNS-metilációját,”Nature Communications, doi: 10.1038/ncomms4746, 2014.