Vztah rodič – dítě a Vztah rodič – dítě a molekulární genetika 21. molekulární genetika 21.

stoletístoletíMarek VáchaMarek Vácha

3. Lékařská fakulta UK3. Lékařská fakulta UKPrahaPraha

20. dubna 201320. dubna 2013

Po staletí jsme vždy klasifikovali sami sebe jakožto Po staletí jsme vždy klasifikovali sami sebe jakožto zdravé až do chvíle, než se objevily symptomy nemoci. zdravé až do chvíle, než se objevily symptomy nemoci. Jakmile byla jednou nemoc diagnostikována, ať již Jakmile byla jednou nemoc diagnostikována, ať již správně nebo nesprávně, obdrželi jsme správně nebo nesprávně, obdrželi jsme standardizovanou léčbu. Ve shodě s tímto pohledem standardizovanou léčbu. Ve shodě s tímto pohledem bylo lidské tělo v zásadě ignorováno, dokud nezačalo bylo lidské tělo v zásadě ignorováno, dokud nezačalo fungovat nesprávně. fungovat nesprávně.

Nemáme „zdravotnictví“, máme spíše „nemocnictví“!Nemáme „zdravotnictví“, máme spíše „nemocnictví“!

Collins, F., (2010) Collins, F., (2010) The Language of LifeThe Language of Life. Profile Books LTD. London, GB. p. 34. Profile Books LTD. London, GB. p. 34

Analýza DNA Analýza DNA

23andMe23andMe https://www.23andme.com/https://www.23andme.com/ NavigenicsNavigenics http://www.navigenics.com/http://www.navigenics.com/ deCODEdeCODE http://www.decode.com/http://www.decode.com/

Analýza DNA Analýza DNA

23andMe23andMe httpshttps://www.23andme.://www.23andme.comcom// $ 399$ 399 vzorek slin do speciální zkumavkyvzorek slin do speciální zkumavky

NavigenicsNavigenics http://www.http://www.navigenicsnavigenics..comcom// $ 2499$ 2499 vzorek slin do speciální zkumavkyvzorek slin do speciální zkumavky

deCODEdeCODE http://www.http://www.decodedecode..comcom// $ 985$ 985 buňky z ústní dutiny získané pomocí tampónubuňky z ústní dutiny získané pomocí tampónu

sekvence DNA pacienta, vhodným sekvence DNA pacienta, vhodným způsobem zašifrovaná, se brzy stane způsobem zašifrovaná, se brzy stane obvyklou součástí elektronické lékařské obvyklou součástí elektronické lékařské dokumentacedokumentace

Collins, F., (2010) Collins, F., (2010) The Language of LifeThe Language of Life. Profile Books LTD. London, GB.. Profile Books LTD. London, GB.

Robert WeinbergRobert Weinberg

Co uděláte, když zjistíte z čipu DNA vašeho Co uděláte, když zjistíte z čipu DNA vašeho dítěte, že dítě bude pravděpodobně velmi dobré dítěte, že dítě bude pravděpodobně velmi dobré na jazyky, pravděpodobně mu příliš nepůjde na jazyky, pravděpodobně mu příliš nepůjde matematika, bude velmi úzkostnou a obsesivní matematika, bude velmi úzkostnou a obsesivní osobností, bude mít obtíže se spřátelit se osobností, bude mít obtíže se spřátelit se spolužáky a pravděpodobně zemře v 45ti letech spolužáky a pravděpodobně zemře v 45ti letech na infarkt? Jak tyto informace ovlivní vztah k této na infarkt? Jak tyto informace ovlivní vztah k této osobě, vašemu dítěti? osobě, vašemu dítěti?

Prenatální sekvenování Prenatální sekvenování genomu člověkagenomu člověka

Sekvenování poskytne informace o tom, Sekvenování poskytne informace o tom, jaké dítě (pravděpodobně) bude, a v jaké dítě (pravděpodobně) bude, a v některých případech i o tom, co se některých případech i o tom, co se (možná) stane v jeho dospívání a (možná) stane v jeho dospívání a dospělosti. dospělosti.

Pokud rodiče nebudou spokojen s Pokud rodiče nebudou spokojen s výsledky, důsledkem může být potrat nebo výsledky, důsledkem může být potrat nebo v budoucnu snaha o genovou terapii v budoucnu snaha o genovou terapii (vylepšení).(vylepšení).

Během těhotenství se malé množství Během těhotenství se malé množství fetální DNA dostává do krevního oběhu fetální DNA dostává do krevního oběhu matky. matky.

Při technologii se odebere matce krev, je Při technologii se odebere matce krev, je izolována DNA étu, která je sekvenována. izolována DNA étu, která je sekvenována.

již existují komerčně dostupné testy na již existují komerčně dostupné testy na ěkteré nemociěkteré nemoci

Prenatální sekvenování genomuPrenatální sekvenování genomu

Tato technologie by mohla:Tato technologie by mohla: (1) změnit normy a očekávání v těhotenství (1) změnit normy a očekávání v těhotenství

způsobem, které zkomplikuje autonomii rodičů a způsobem, které zkomplikuje autonomii rodičů a jejich informované rozhodování jejich informované rozhodování

(2) zveličí negativní roli, kterou hraje genetický (2) zveličí negativní roli, kterou hraje genetický determinismus při výchově dítětedeterminismus při výchově dítěte

(3) podminuje budoucí autnomii dítěte tím, že (3) podminuje budoucí autnomii dítěte tím, že mu odejme „právo nvědět“ informace o svém mu odejme „právo nvědět“ informace o svém genetickém profilu bez adekvátního genetickém profilu bez adekvátního ospravedlnění. ospravedlnění.

http://www.http://www.thehastingscenterthehastingscenter..orgorg//PublicationsPublications/HCR/Detail./HCR/Detail.aspxaspx?id=5909?id=5909

Epigenetická revoluceEpigenetická revoluce

Epigenetická „revoluce“Epigenetická „revoluce“

Epigenetická revoluce – při dědičnosti nejde jen o Epigenetická revoluce – při dědičnosti nejde jen o přesné předání nukleotidové sekvence genů, nýbrž přesné předání nukleotidové sekvence genů, nýbrž také o také o vzorce, ve kterém genové exprese probíhajívzorce, ve kterém genové exprese probíhají

vývojové vysvětlení lidských nemocívývojové vysvětlení lidských nemocí jedinec se může narodit nejenom s predispozicí k diabetes jedinec se může narodit nejenom s predispozicí k diabetes

nejenom kvůli zděděným genům, nýbrž také kvůli dietě své nejenom kvůli zděděným genům, nýbrž také kvůli dietě své matky. matky.

vývojová biologie a fenotypová plasticita jsou vývojová biologie a fenotypová plasticita jsou nahlíženy jako řídící síly při vzniku biodiverzity nahlíženy jako řídící síly při vzniku biodiverzity

spíše než o analyzování jednotlivých „věcí“ se nový spíše než o analyzování jednotlivých „věcí“ se nový pohled soustředí na „vztahy“ pohled soustředí na „vztahy“ nic, zdá se, neexistuje než jako součást sítě interakcínic, zdá se, neexistuje než jako součást sítě interakcí

EpigenetiEpigenetikaka

= = jedná se o ty genetické mechanismy, které jedná se o ty genetické mechanismy, které vytvářejí fenotypovou variaci bez toho, aby vytvářejí fenotypovou variaci bez toho, aby změnily nukleotidovou sekvenci genů. změnily nukleotidovou sekvenci genů.

termín se používá k popsání mechanismů, termín se používá k popsání mechanismů, které způsobují variaci spíše které způsobují variaci spíše změnou změnou exprese genůexprese genů, než změnou jejich sekvence. , než změnou jejich sekvence.

epigenetické mechanismy v sobě mohou epigenetické mechanismy v sobě mohou zahrnovat genomické a environmentální zahrnovat genomické a environmentální vlivy, které vytvářejí instrukce pro vznik vlivy, které vytvářejí instrukce pro vznik daného fenotypu. daného fenotypu.

Epigenetická dědičnostEpigenetická dědičnost

= dědičné fenotypy, které nejsou = dědičné fenotypy, které nejsou zakódovány v genomuzakódovány v genomu variace děděné z jedné generace organismů variace děděné z jedné generace organismů

do následujícído následující některé chemikálie mohou například způsobit některé chemikálie mohou například způsobit

změny v chromatinové struktuře jader myších změny v chromatinové struktuře jader myších buněk, včetně jader zárodečných buněk. Potomstvo buněk, včetně jader zárodečných buněk. Potomstvo takovéto myši zdědí chemikálií pozměněné takovéto myši zdědí chemikálií pozměněné chromatinové změny od svého rodiče, i když daná chromatinové změny od svého rodiče, i když daná chemikálie již není více přítomna. chemikálie již není více přítomna.

Prediktivní Adaptivní Odpověď (PAR)Prediktivní Adaptivní Odpověď (PAR)Predictive Adaptive Response (PAR)Predictive Adaptive Response (PAR)

„„odpověď šetrného fenotypu“ (thrifty phenotype odpověď šetrného fenotypu“ (thrifty phenotype response) - špatně živené féty jsou „naprogramovány“ response) - špatně živené féty jsou „naprogramovány“ během „plastického“ stadia svého vývoje na prostředí s během „plastického“ stadia svého vývoje na prostředí s nedostatkem zdrojů energie a jako odpověď nastaví své nedostatkem zdrojů energie a jako odpověď nastaví své biochemické parametry tak, aby uchovávaly co nejvíc biochemické parametry tak, aby uchovávaly co nejvíc energie a vytvářely zásoby tuku. energie a vytvářely zásoby tuku. když se z těchto jedinců stanou dospělci a opravdu se ocitnou v když se z těchto jedinců stanou dospělci a opravdu se ocitnou v

prostředí chudém na zdroje potravy, jsou na toto prostředí dobře prostředí chudém na zdroje potravy, jsou na toto prostředí dobře připraveni a přežívají lépe, než kdyby měli metabolismus připraveni a přežívají lépe, než kdyby měli metabolismus nastaven na méně ekonomické využívání energie. nastaven na méně ekonomické využívání energie.

ovšem pokud se tito jedinci ocitnou v prostředí bohatém na ovšem pokud se tito jedinci ocitnou v prostředí bohatém na zdroje energie a proteinů, jejich úsporný metabolismus nastaví zdroje energie a proteinů, jejich úsporný metabolismus nastaví tělo tak, aby si vytvářelo další a další zásoby tuku. tělo tak, aby si vytvářelo další a další zásoby tuku.

Prediktivní Adaptivní Odpověď (PAR)Prediktivní Adaptivní Odpověď (PAR)Predictive Adaptive Response (PAR)Predictive Adaptive Response (PAR)

= impulsy se kterými se setká embryo v = impulsy se kterými se setká embryo v raném stadiu svého vývoje mohou nastavit raném stadiu svého vývoje mohou nastavit směr vývoje embrya v očekávání směr vývoje embrya v očekávání budoucího prostředí. budoucího prostředí.

PAR je k užitku v pozdější fázi životaPAR je k užitku v pozdější fázi života

Environmental Mismatch HypothesisEnvironmental Mismatch Hypothesis

pokud se předpovídané a reálné budoucí pokud se předpovídané a reálné budoucí prostředí odlišují, výsledkem mohou být prostředí odlišují, výsledkem mohou být zdravotní rizika nebo jiné nevýhody. zdravotní rizika nebo jiné nevýhody.

určité představy týkající se nesprávné určité představy týkající se nesprávné předpovědi PAR jsou známy pod názvem předpovědi PAR jsou známy pod názvem the enviromental mismatch hypothesisthe enviromental mismatch hypothesis příkladem může být změna srsti na bílou u příkladem může být změna srsti na bílou u

polárních lišek a hranostajů za situace, kdy v polárních lišek a hranostajů za situace, kdy v zimě nepřijde sníh (díky globálním změnám zimě nepřijde sníh (díky globálním změnám klimatu)klimatu)

Holandská hladová zimaHolandská hladová zima

trvala od začátku listopadu 1944 do pozdního jara 1945trvala od začátku listopadu 1944 do pozdního jara 1945 téměř v jedné chvíli spadla denní dávka kalorií z obvyklých 1 téměř v jedné chvíli spadla denní dávka kalorií z obvyklých 1

800 na 600 kalorií za den. 800 na 600 kalorií za den. tato potravinová restrikce trvala 7 měsíců tato potravinová restrikce trvala 7 měsíců než byly v květnu 1945 obnoveny dodávky potravinnež byly v květnu 1945 obnoveny dodávky potravin, zemřelo, zemřelo

přes 20 000 lidpřes 20 000 lidíí

pokud byla matka dobře živena na počátku a v průběhu pokud byla matka dobře živena na počátku a v průběhu těhotenství a hlad přišel až v posledních měsících těhotenství a hlad přišel až v posledních měsících těhotenství, dítě se statisticky průkazně narodilo s těhotenství, dítě se statisticky průkazně narodilo s nízkou porodní váhou. nízkou porodní váhou.

pokud byla matka špatně živena v prvních třech pokud byla matka špatně živena v prvních třech měsících těhotenství, dítě mělo statisticky průkazně měsících těhotenství, dítě mělo statisticky průkazně normální porodní váhu. normální porodní váhu.

Holandská hladová zimaHolandská hladová zima

Děti, které se narodily Děti, které se narodily malé zůstaly malé v malé zůstaly malé v průběhu celého dalšího průběhu celého dalšího života, s nižším života, s nižším poměrem obezity než u poměrem obezity než u zbytku populace.zbytku populace.

děti, jejichž matky byly děti, jejichž matky byly špatně živeny toliko v špatně živeny toliko v prvních měsících prvních měsících těhotenství, měly naopak těhotenství, měly naopak vyšší poměr obezity než vyšší poměr obezity než zbytek populacezbytek populace

Search for food in the Hunger Winter

Holandská hladová zimaHolandská hladová zima

ještě mnohem překvapivější však bylo, že ještě mnohem překvapivější však bylo, že některé z těchto efektů zůstaly zachovány i některé z těchto efektů zůstaly zachovány i u dětí této skupiny, tedy u dětí této skupiny, tedy u vnuků a vnuček u vnuků a vnuček žen, které byly špatně živeny v prvních třech žen, které byly špatně živeny v prvních třech měsících těhotenstvíměsících těhotenství. .

Carey, N., (2011) Carey, N., (2011) The Epigenetics RevolutionThe Epigenetics Revolution. Icon Books. London.. Icon Books. London.