Okolina određuje varijacije ljudskog imunološkog sustava, a ne geni

Istraživanje koje su na blizancima proveli znanstvenici medicinskog fakulteta sa sveučilišta Stanford pokazalo je kako naša okolina, a ne nasljeđe, igra vodeću ulogu u određivanju stanja našeg imunološkog sustava, primarne obrane tijela od bolesti. Istraživanje pokazuje kako je ovo osobito točno što smo stariji.

Geni i predviđanje zdravlja

Mnogo se istraživalo o ulozi gena u ljudskom zdravlju. Izvanredna otkrića u tehnologijama sekvenciranja gena, popraćena velikim smanjenjem troškova, usmjerila su pažnju mnogih znanstvenika na minutne varijacije u genomu (cijelom kompletu gena koji sadržava svaka stanica tijela) s nadom da će se ljudima moći predvidjeti buduće zdravlje. Slična su istraživanja otkrila genski doprinos ishoda zdravlja. No, uz neke značajne iznimke, vrlo rijetko pojedinačne genske varijacije doprinose određenim zdravstvenim uvjetima.

„U nekim je krugovima prevladavalo mišljenje da će se ako se sekvencira nečiji genom moći otkriti koja će se bolest razviti kod dotične osobe za 50 godina", rekao je dr. Mark Davis, profesor mikrobiologije i imunologije te direktor Odjela za transplantaciju i infekcije pri Institutu za imunitet sveučilišta Stanford. Međutim, dok genomska varijacija očito igra ključnu ulogu kod nekih bolesti, rekao je, imunološki sustav mora biti iznimno prilagodljiv kako bi se nosio s nepredvidivim epizodama infekcije, ozljede i formacije tumora.

„Imunološki sustav mora brzo reagirati", rekao je Davis, glavni istraživač nove studije koja je objavljena 15. siječnja u časopisu Cell. Voditelji su istraživanja bivši znanstvenik s doktoratom sa Stanforda, dr. sc. Petter Brodin i dr. sc. Vladimir Jojić.

Nasljedstvo protiv okoline

„Za razliku od laboratorijskih miševa, ljudi imaju vrlo različito gensko nasljeđe", rekao je Davis koji je i profesor na odsjeku za imunološki sustav Burt and Marion Avery Family. „Kad proučavate imunološke sustave ljudi, često nailazite na ogromne razlike među njima. Stoga smo se zapitali je li to odraz inherentnih genskih razlika ili nečega drugoga. Međutim, otkrili smo da je u većini slučajeva, uključujući reakciju na standardno cjepivo protiv gripe i ostale vrste imunoloških reakcija, vrlo malo ili nimalo utjecaja gena te da su najvjerojatnije okolina i izloženost nebrojenim mikrobima glavni pokretači."

Kako bi odredili koliki je doprinos gena, a koliki okoline, Davis i njegovi kolege pribjegli su stoljetnoj metodi razdvajanja okolinskih i nasljednih utjecaja: usporedili su parove jednojajčanih blizanaca, poznatih kao identični blizanci, i dvojajčanih, bratskih, blizanaca. Jednojajčani blizanci nasljeđuju isti genom. Unatoč neizbježnim pogreškama u dupliciranju tijekom diobe stanica zbog kojih dolazi do sitnih genetskih odstupanja koja se skupljaju među jednojajčanim blizancima tijekom vremena, oni ostaju gotovo 100%-tno genetski jednaki. Dvojajčani su blizanci genetski jednaki kao braća i sestre koji nisu blizanci, s prosječnih 50% zajedničkih gena.

S obzirom na to da obje vrste blizanaca dijele istu okolinu u maternici i uglavnom dijele i jednaku okolinu u djetinjstvu, odlični su subjekti za uspoređivanje nasljednih utjecaja s okolinskima.

Prije otprilike dva desetljeća, jedan od glavnih istraživača studije, dr. sc. Gary Swan, tadašnji član organizacije SRI Inc. i sadašnji profesor medicine na Stanfordu, započeo je skupljati popis blizanaca za potrebe istraživanja. U registru je trenutno 2.000 parova blizanaca. Za novo su istraživanje znanstvenici regrutirali 78 jednojajčanih parova blizanaca i 27 dvojajčanih parova blizanaca iz registra. Izvadili su krv svim blizancima u tri različita navrata.

Stanfordski je tim zatim primijenio sofisticirane laboratorijske metode na uzorcima krvi kako bi izmjerio komponente i aktivnosti više od 200 različitih imunoloških sustava. Svi su uzorci odmah poslani u centar za praćenje ljudskog imunološkog sustava u Stanfordu koji pod jednim krovom objedinjuje najnovije tehnologije za praćenje imunološkog sustava.

Moć okoline

Ispitivanjem razlika u stupnjevima i oblicima aktivnosti tih komponenata kod jednojajčanih i dvojajčanih blizanaca, znanstvenici sa Stanforda otkrili su da su u tri četvrtine mjerenja nenasljedni utjecaji, poput prethodne izloženosti bakterijama i otrovima, cjepiva, prehrane i dentalne higijene, bili ispred nasljednih utjecaja kad je riječ o razlikama između jednog para blizanaca. Ova je okolinska dominacija bila zamjetnija kod starijih jednojajčanih blizanaca (60 godina naviše) nego kod mlađih blizanaca (ispod 20 godina).

Davis i suradnici također su primijetili značajan utjecaj okoline na količinu antitijela koja se proizvode kod parova blizanaca koji su cijepljeni protiv gripe, u posebnom istraživanju na Stanfordu koje je organizirala jedna od voditelja studije dr. Cornelia Dekker, profesorica pedijatrijskih zaraznih bolesti i direktorica programa cijepljenja u dječjoj bolnici Stanford-Lucile Packard. Dok su mnoge prethodne studije ukazivale na to da se iza reakcije na cjepivo krije snažna genetska komponenta, Davis je primijetio da su te studije mahom provođene na vrlo mladoj djeci koja još nisu prošla kroz desetljeća izloženosti okolini prema čemu se, kako se čini, oblikuje imunološki sustav tijekom vremena.

Na izvanrednom primjeru plastičnosti imunološkog sustava stanfordski su znanstvenici otkrili da prisutnost odnosno izostajanje samo jedne kronične virusne infekcije može imati ogroman utjecaj na sastav i reagiranje imunološkog sustava. Tri od devet Amerikanaca te devet od 10 ljudi u razvijenom svijetu kronični su nositelji citomegalovirusa koji je opasan za ljude s ugroženim imunološkim sustavom, ali inače je općenito dobroćudan. Među 16 od 27 jednojajčanih parova blizanaca koji su sudjelovali u istraživanju, jedan član para bio je izložen citomegalovirusu, a drugi nije. Za gotovo 60% svih svojstava koje je Davisov tim mjerio, prisutnost citomegalovirusa kod jednog, a izostanak kod drugog blizanca predstavljala je veliku razliku.

„Čini se da nenasljedni utjecaji, osobito mikrobi, igraju ogromnu ulogu u pokretanju imunoloških varijacija", rekao je Davis. „Najmanje u prvih 20 godina, kad imunološki sustav sazrijeva, čini se da se taj izvanredni sustav može prilagoditi nevjerojatno različitim uvjetima okoline. Zdrav čovjekov imunološki sustav neprestano se prilagođava svojim susretima sa štetnim patogenima, korisnim crijevnim mikrobima, hranidbenim komponentama i ostalim, čime baca u sjenu utjecaje većine nasljednih čimbenika."

Izvor: Stanford