HISTORIE


Epigenetica:

een korte geschiedenis met

een veelbelovende toekomst

Het vermoeden was er al langer dat stress, leefstijl en gedrag onze gezondheid beïnvloeden. Maar sinds de jaren 90 is er wetenschappelijk bewijs dat dergelijke omgevingsfactoren genen aan of uit kunnen zetten met alle gevolgen van dien.

Deze zogenaamde epigenetica nam een vlucht en wordt nu gebruikt voor de ontwikkeling van nieuwe diagnostische en behandelmethoden. Bijvoorbeeld bij metabool syndroom en bepaalde vormen van kanker.

Judith Vocking Martine Deckers, klinisch chemicus

: de eerste studies op dit gebied zijn afkomstig uit de dierenwereld, waarbij de verandering van rups tot vlinder het schoolvoorbeeld is geworden van epigenetica. Want de rups en de vlinder hebben precies hetzelfde DNA, maar zien er totaal anders uit.

Genetica – de leer van het erfelijk materiaal – is in een stroomversnelling gekomen met de ontdekking van de chemische structuur van het DNA in 1953. Epigenetica ontstond later, toen men verschijnselen zag die men niet met gewone overerving kon verklaren. Men kwam erachter dat door epigenetische veranderingen de functie van een gen anders wordt, zonder dat de DNA-code verandert. De eerste studies op dit gebied zijn afkomstig uit de dierenwereld, waarbij de verandering van rups tot vlinder het schoolvoorbeeld is geworden van epigenetica. Want de rups en de vlinder hebben precies hetzelfde DNA, maar zien er totaal anders uit.

Honger tijdens de zwangerschap De effecten van epigenetica zijn veel sneller zichtbaar dan bij een genetische verandering (mutatie) en zijn daarnaast omkeerbaar. De hongerwinter van 1944 bracht in dit opzicht veel aan het licht. In die beruchte winter was het westen van Nederland nog bezet door de Duitsers. Het was ijzig koud en er was een enorme schaarste aan brandstof en voedsel. Ongeveer 17 duizend mensen stierven door kou en honger. Maar in deze periode werden ook kinderen verwekt. Hoewel zij de oorlog niet bewust meemaakten, hebben zij gedurende hun leven wel de gevolgen ervan ondervonden. Door de zorgvuldige registratie die sommige geboorteklinieken in die tijd bijhielden, konden veel mensen uit deze groep achterhaald worden. Het percentage overgewicht, diabetes, hartziekten en schizofrenie bleek onder hen onevenredig hoog te zijn1.

In 2008 toonden wetenschappers in Leiden epigenetische veranderingen aan in een groep van 60 mensen die in de hongerwinter waren verwekt2. Ze vergeleken deze mensen met een broer of zus en zagen dat de zogenaamde methylering van het DNA in de ‘hongerwintergroep’ lager was. DNA-methylering is een vorm van epigenetica, waarbij een koolstofatoom en een paar waterstofatomen tussen twee letters van de genetische code als een soort slotje in het DNA werken. De methylering beïnvloedt de manier waarop het DNA in de cel verpakt zit en heeft gevolgen voor het aflezen van genen. Bij de personen in de ‘hongerwintergroep’ beïnvloedde de voedselschaarste tijdens hun verwekking de genen die betrokken zijn bij de stofwisseling. Deze bevinding vormt de basis voor veel onderzoek naar de rol van epigenetica bij metabool syndroom – waarbij er een verzameling is van stofwisselingsklachten – en mogelijke therapieën.

Muizen en ratten Voorafgaand aan dit Leidse onderzoek bij mensen, zijn diverse epigenetische studies uitgevoerd bij muizen en ratten. In de jaren 90 lieten experimenten met muizen zien dat zware omstandigheden in de baarmoeder leiden tot overgewicht. En in 2004 deed de Israëlische farmacoloog Moshe Szyf bijzondere observaties bij ratten3. Hij zag dat jongen van moeders die slecht voor hen zorgden, sneller gestrest en angstiger waren dan jongen van zorgzame moeders. Zijn aanname was dat door de verwaarlozing specifieke genen in de hersencellen waren uitgezet. Pathologisch onderzoek op de volwassen geworden rattenjongen bevestigde dit. Szyf zag dat bij de verwaarloosde ratten het gen dat het stresshormoon tempert was uitgeschakeld.

Wat is epigenetica? Epigenetica zijn overerfbare veranderingen in genactiviteit zonder veranderingen in de DNA-volgorde. Epigenetische veranderingen kunnen ontstaan omdat genen door omgevingsfactoren aan of juist uit worden gezet. Op een gen ligt de informatie om een eiwit aan te maken. Al deze eiwitten hebben een taak in het lichaam. Als een gen actief is, kan een eiwit zijn werk doen. Wordt een gen inactief, dan stopt de aanmaak van een eiwit en kan het zijn taak niet meer uitvoeren. Afhankelijk van het aan- en uitschakelen van genen kunnen gezondheidsproblemen ontstaan6.

Epigeneticatest voor blaaskanker Samen met Sanquin heeft OLVG een epigeneticatest geïmplementeerd voor het aantonen van blaaskanker: de Bladder EpiCheck. De technologie van deze test is gebaseerd op de identificatie van veranderingen in het methylatiepatroon van het DNA van blaaskankercellen. Het is bedoeld om niet-spierinvasieve blaastumoren te detecteren. Dit type tumor komt het meest voor (75%) en is goed te behandelen, maar keert in 70% van de gevallen weer terug. Daarom moeten deze patiënten vier keer per jaar terugkomen voor controle van de blaas. Dit gebeurt met een cystoscopie; een kostbaar en zeer belastend onderzoek. De epigeneticatest is een elegant en betrouwbaar alternatief. Voor deze test hoeven patiënten alleen een potje urine in te leveren. In die urine bevinden zich cellen van de blaaswand. Als de kanker is teruggekeerd is dat in de urine terug te vinden, omdat de kankercellen een heel specifiek DNA-methyleringspatroon hebben. Is de test positief, dan wordt de cystoscopie alsnog gedaan. Bij een negatieve urinetest kan een cystoscopie worden uitgesteld.

Omkeerbaar Inmiddels weten we dat in geval van het metabool syndroom een goed dieet epigenetische veranderingen teniet kan doen. Maar of dat ook voor andere ziektebeelden geldt, is nog niet bekend. Wereldwijd lopen verschillende klinische studies naar medicijnen die erop gericht zijn epigenetische veranderingen ongedaan te maken en dus als behandeling voor bijvoorbeeld metabool syndroom en kanker ingezet kunnen worden5. Er moet nog wel wat werk worden verzet voordat het zover is, maar het lijkt erop dat de epigenetica voor mooie inzichten en ontwikkelingen kan gaan zorgen.

Referenties: 1. Hongerwinter achtervolgt nageslacht. Dekennisvannu.nl. 29 oktober 2008. Lees hier 2. Heijmans BT et al. Persisting epigenetic differences associated with prenatal exposure to famine in humans. PNAS Early Edition, oktober 2008. 3. Frank, L. Ons lot zit welniet in onze genen. Trouw 8 oktober 2011. Lees hier 4. Yi Shen S, Singhania R, et al. Sensitive tumour detection and classification using plasma cell-free DNA methylomes. Nature 563 579-583 (2018) Lees hier 5. Ganesan A, Arimondo PB, et al. The timeline of epigenetic drug discovery: from reality to dreams. Clinical Epigenetics 11,174 (2019). Lees hier 6. Epigenetica: de invloed van ervaringen en omgeving. Erfelijkheid.nl. Lees hier

Heb je een interessant artikel dat je wil delen?

Deel dit artikel in je netwerk