תאומים זהים – הבדל אפיגנטי

ההשפעות היחסיות של גנטיקה וסביבה על תחלואה – מחקרים שנערכו בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט בטכניון והמרכז הרפואי כרמל

פרופ’ מילר עם הדוקטורנטית שימרת ממרות

השילוב בין נטייה גנטית לבין חשיפה להשפעות סביבתיות כגון זיהום, קרינת שמש, תזונה ועישון הוא גורם משמעותי בהתפתחותן של מחלות אוטואימוניות ונוירולוגיות. פרופ’ אריאל מילר, חבר סגל בפקולטה לרפואה ע”ש רפפורט וראש המרכז לטרשת נפוצה והיחידה למחלות נוירואימונולוגיות במרכז הרפואי כרמל, פרסם לאחרונה שני מאמרים בנושא זה. במאמרים אלה התגלו הבדלים מפתיעים בין גברים לנשים בהשפעה הסביבתית על הגנטיקה ונמצאו גנים ספציפיים ששינוי בהם עשוי להוביל להתפתחותן של מחלות מסוימות.

לדברי פרופ’ מילר, “אחת הדרכים להבדיל בין ההשפעה הסביבתית להשפעה הגנטית היא מעקב אחר תאומים זהים. תאומים מאופיינים בדמיון רב מבחינת נטייה רגשית, יכולות קוגניטיביות והעדפות בתחומים שונים כגון לבוש, אמנות ועיסוק. כך הדבר גם בהיבט הבריאותי: תאומים זהים חולקים די-אן-איי זהה ולכן קיימת ביניהם התאמה גבוהה פי 4 ויותר (יחסית לתאומים לא זהים) בנטייה למחלות אוטואימוניות כגון טרשת נפוצה, סוכרת נעורים, פסוריאזיס וזאבת. התאמה (Concordance) גבוהה זו מוכיחה את חשיבותה הרבה של הגנטיקה בהתפתחות מחלות. עם זאת, כיום ברור לנו שגם לסביבה יש תפקיד חשוב בהתפתחותן של מחלות.”

מחקריו של פרופ’ מילר מתבססים אפיגנטיקה – ענף מדעי חדש יחסית הכולל טכנולוגיות פורצות דרך במדעי הרפואה. ענף זה חוקר תהליכי שינוי גנטיים המושפעים מתנאים סביבתיים אך אינם משנים את רצף הדי-אן-איי. האפיגנטיקה מספקת תשובות לשאלה כיצד מוביל החיבור בין מאפיינים גנטיים (גנוטיפ) ותנאי סביבה להיווצרותה של מחלה (פנוטיפ).

כאשר אנו מדברים על תאומים זהים, המאופיינים בין השאר בדי-אן-איי זהה, ישנה חשיבות רבה להבדל בין האללים. אלל (allele) הוא וריאציה על גן, והוא שיכול להבדיל בין פעולתו של הגן (הזהה) בשני תאומים שונים. כיום, באמצעות ניטור מולקולרי של די-אן-אי ומיקרו אר-אן-איי ומדידת רמת המתילציה של הדי-אן-איי, מסוגל המדע לבחון את השפעתם של גורמים סביבתיים על המטען הגנטי האישי.

את המחקר הנוכחי, מחקר בינלאומי שנערך במימון האיחוד האירופי, הוביל פרופ’ מילר יחד עם הדוקטורנטית שימרת ממרות, עם החוקרות ד”ר נילי אבידן וד”ר אלזבת סטאון-רם ועם פרופ’ סוניה ברי-עאקנין מ-INSERM פריז. עבודה זו היא המשך למחקר קודם שפרסמה הקבוצה ב-2015 בכתב העת Epigenetics.

במחקר הקודם הראו חוקרי הטכניון ובית החולים כרמל כי הבקרה האפיגנטית היא תלויית מין: נשים וגברים מושפעים ברמה הגנטית באופן שונה מאותם גורמים סביבתיים. תגלית נוספת היא שההשפעות האפיגנטיות משתנות גם מרקמה לרקמה.

כעת, במחקר שהתפרסם בכתב העת  J. Autoimmunity, מדווחים החוקרים לראשונה על תוצאות של השוואה בין תאומים זהים שאחד מהם חולה במחלה האוטואימונית מיאסטניה גרביס (MG). המחקר, שבדק את מאפייני המתילציה בהשוואה לביטוי הגנטי (Transciptome), מצביע על חשיבותם של גנים ספציפיים הנמצאים בתאים מונוציטים של מערכת החיסון. לדברי פרופ’ מילר, “ממצאים אלה תורמים להבנה של התרומה היחסית של סביבה וגנטיקה לתחלואה, ועשויים לשמש בעתיד לאבחון מוקדם של MG ולפיתוח שיטות טיפול שיתקפו את האתרים המולקולריים המסייעים להתפתחותה של מחלה זו ולהתפתחותן של מחלות אוטואימוניות ונוירולוגיות אחרות.”

למאמרים:

המאמר ב- Epigenetics

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26291385

המאמר ב- J. Autoimmunity

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28549776