Эпигенетикалық терапия

Эпигенетикалық терапия — генетикалық кодтағы нуклеотидтер тізбегін өзгертпей, бірақ ген экспрессиясын реттейтін эпигенетикалық механизмдерге әсер ету арқылы ауруларды емдеуге бағытталған биомедициналық бағыт.Egger, G. et al. (2004). Epigenetics in human disease and prospects for epigenetic therapy. Nature, 429(6990), 457–463. Эпигенетикалық өзгерістерге ДНҚ метилденуі, гистон модификациясы және микроРНҚ реттелуі сияқты процестер жатады. Бұл өзгерістер тұқым қуалайтын мутациялардан айырмашылығы, әдетте қайтымды болып келеді және қоршаған орта, тамақтану, стресс, токсиндер сияқты сыртқы факторлардың әсерінен қалыптасады.Feil, R., & Fraga, M. F. (2012). Epigenetics and the environment: emerging patterns and implications. Nature Reviews Genetics, 13(2), 97–109.

Эпигенетикалық терапияның негізгі мақсаты — аурудың дамуына ықпал ететін эпигенетикалық бұзылыстарды түзету арқылы қалыпты гендік функцияны қалпына келтіру.

 Тарихы 
Эпигенетика терминін 1942 жылы ағылшын биологы Конрад Уоддингтон енгізіп, ол генетикалық ақпараттың фенотипке әсерін реттейтін аралық жүйені сипаттады.Waddington, C. H. (1942). The epigenotype. Endeavour, 1, 18–20. ХХ ғасырдың соңында эпигенетикалық өзгерістердің қатерлі ісіктің дамуына қатысы дәлелденген соң, бұл бағыт медициналық зерттеулердің жаңа саласына айналды.Baylin, S. B., & Jones, P. A. (2011). A decade of exploring the cancer epigenome. Nature Reviews Cancer, 11, 726–734.

2004 жылы АҚШ-та азацитидин және декитабин атты ДНҚ метилтрансфераза тежегіштері миелодиспластикалық синдром мен жедел миелоидты лейкозды емдеу үшін бекітілді.National Cancer Institute. (2023). Epigenetic therapy for cancer treatment. www.cancer.gov. Кейінірек гистон деацетилаза ингибиторлары — вориностат, панобиностат, белиностат — қатерлі ісіктерді емдеуде қолданылып, эпигенетикалық терапияның клиникалық тиімділігін дәлелдеді.Marks, P. A., & Breslow, R. (2007). Dimethyl sulfoxide to vorinostat: development of this histone deacetylase inhibitor as an anticancer drug. Nature Biotechnology, 25(1), 84–90.

 Эпигенетикалық реттеу механизмдері 
1. ДНҚ метилденуі. Метил топтарының ДНҚ-дағы цитозин қалдықтарына қосылуы ген экспрессиясын тежейді. Метилтрансферазалардың шамадан тыс белсенділігі ісік супрессор гендерінің «үнсізденуіне» әкеледі.Jones, P. A. (2012). Functions of DNA methylation: islands, start sites, gene bodies and beyond. Nature Reviews Genetics, 13(7), 484–492. Бұл жағдайда метилтрансфераза тежегіштері осы процесті кері бұрып, қалыпты транскрипцияны қалпына келтіреді.

2. Гистон модификациясы. Гистондар — ДНҚ оралған ақуыздар. Олардың ацетилденуі мен метилденуі хроматиннің тығыздығын өзгертеді, бұл өз кезегінде ген белсенділігін арттыруға немесе төмендетуге әкеледі.Kouzarides, T. (2007). Chromatin modifications and their function. Cell, 128(4), 693–705. HDAC (гистон деацетилаза) тежегіштері хроматинді «ашып», ісікке қарсы гендердің жұмысын жандандырады.

3. МикроРНҚ реттелуі. МикроРНҚ (miRNA) — мРНҚ экспрессиясын тежейтін шағын молекулалар. Эпигенетикалық терапияда олардың дисфункциясын түзету арқылы жасуша өсуін, апоптозды және дифференциацияны қалыпқа келтіру көзделеді.Garzon, R. et al. (2010). MicroRNAs in cancer. Annual Review of Medicine, 61, 33–47.

 Қолданылу салалары 
Эпигенетикалық терапияның клиникалық әлеуеті кең. Ең алдымен ол онкологияда тиімділігін көрсетті. Қатерлі ісік жасушалары көбінесе гиперметилденген промоторлар мен бұзылған гистон модификацияларымен сипатталады. Бұл жағдайда эпигенетикалық препараттар ісік супрессор гендерінің белсенділігін қалпына келтіреді.

Сонымен қатар, эпигенетикалық тәсілдер неврология, кардиология, иммунология, эндокринология және жүйке-дегенеративті аурулар саласында зерттелуде. Мысалы, Паркинсон мен Альцгеймер ауруларында гистон ацетилденуінің төмендеуі нейрон белсенділігін әлсірететіні байқалған, ал HDAC тежегіштері бұл көрсеткішті жақсартады.Gräff, J., & Tsai, L. H. (2013). Histone acetylation: molecular mnemonics on the chromatin. Nature Reviews Neuroscience, 14(2), 97–111.

Эпигенетикалық терапия сонымен бірге вирустық инфекциялар мен қабыну процестерін реттеуде қолданылуы мүмкін. Зерттеулер ДНҚ метилденуін модуляциялау вирустардың репликациясын басатынын көрсеткен.Nehme, Z.; Pasquereau, S.; Herbein, G. (2019). Control of viral infections by epigenetic-targeted therapy. Clinical Epigenetics 11: 55. DOI: 10.1186/s13148-019-0654-9.

 Қазіргі зерттеулер 
Соңғы жылдары эпигенетикалық терапия жеке дара медицинамен (precision medicine) және жасанды интеллект технологияларымен ұштасуда. Бұл бағыт әр науқастың жеке эпигеномдық бейініне негізделген емдеу тактикасын таңдауға мүмкіндік береді.Berdasco, M., & Esteller, M. (2019). Clinical epigenetics: seizing opportunities for translation. Nature Reviews Genetics, 20(2), 109–127.

Сонымен қатар, CRISPR-dCas9 технологиясын қолдану арқылы нақты ген учаскесіндегі метилдену немесе ацетилдену үлгісін дәл өзгерту тәсілдері әзірленуде. Бұл химиялық препараттарға қарағанда анағұрлым дәл және қауіпсіз әдіс болып саналады.Thakore, P. I. et al. (2016). Editing the epigenome: technologies for programmable transcription and epigenetic modulation. Nature Methods, 13(2), 127–137.

Эпигенетикалық терапия болашақта онкологиялық аурулармен қатар, метаболикалық синдром, диабет және жүрек-қантамыр ауруларын емдеудің жаңа бағытына айналуы ықтимал.Kanherkar, R. R., Bhatia-Dey, N., & Csoka, A. B. (2014). Epigenetics across the human lifespan. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2, 49.

 Дереккөздер 

Санат:Медицина