Dr n. med. Ali Jawaid, lider grupy badawczej w ośrodku BRAINCITY w Warszawie, jest współautorem publikacji w czasopiśmie EMBO Journal, która opisuje jeden z mechanizmów pamięci metabolicznej charakterystycznej dla traumy. Warszawski ośrodek BRAINCITY prowadzi badania w zakresie neuroplastyczności i chorób mózgu finansowane z programu Międzynarodowe Agendy Badawcze Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.
Pojęcie transmisji międzypokoleniowej, oznaczające przekazywanie następnym pokoleniom pewnych cech i zmian biologicznych wynikających z narażenia na stres, niedawno wprowadzono do literatury naukowej. Publikowano m.in. relacje żołnierzy, byłych więźniów obozów koncentracyjnych czy ofiar przemocy – oraz ich potomków. Niektóre z dzieci lub wnuków tych osób doświadczały nawet tych samych koszmarów sennych, co ich rodzice lub dziadkowie, choć przodkowie nigdy im o nich nie opowiadali. Zgodnie z wynikami najnowszych badań, u podstaw tego zjawiska mogą leżeć mechanizmy epigenetyczne, polegające na wpływie czynników środowiskowych na zmianę ekspresji, czyli funkcjonowania genów. Jest to tzw. pamięć metaboliczna lub dziedziczenie metaboliczne.
Aby zbadać, jak działa pamięć metaboliczna, naukowcy posłużyli się modelem mysim. Badania prowadzone były na samcach myszy, z których połowa doświadczyła traumy we wczesnym okresie życia. Przeprowadzone szczegółowe analizy składu krwi zwierząt ujawniły znaczące różnice pomiędzy grupą z doświadczeniem traumy i bez takiego doświadczenia. Szczególnie wyraźne były różnice w parametrach związanych z metabolizmem lipidów: w surowicy myszy, które doświadczyły traumy znajdowało się więcej metabolitów niektórych wielonienasyconych kwasów tłuszczowych. Co istotne, analogiczne zmiany zaobserwowano w krwi potomstwa myszy z doświadczeniem traumy, i co więcej, gdy surowicę pobraną od samców po traumie podano samcom, które nie doświadczyły traumy, także u ich potomstwa pojawiły się identyczne zmiany metaboliczne. Wyniki tych eksperymentów dowiodły, że czynniki odpowiedzialne za przekazywanie sygnałów związanych ze stresem do komórek rozrodczych znajdują się we krwi i są nimi metabolity kwasów tłuszczowych.
Podczas dalszych badań laboratoryjnych naukowcy zidentyfikowali mechanizm umożliwiający przesyłanie sygnałów przez metabolity krążące we krwi do gamet. Okazało się, że kluczową rolę w tym procesie odgrywają receptory PPAR znajdujące się w błonie otaczającej jądra w większości komórek. Receptory te są aktywowane przez kwasy tłuszczowe i ich metabolity, a ich zadaniem jest regulacja ekspresji genów w bardzo wielu różnych tkankach. W przeprowadzonych doświadczeniach stwierdzono, że aktywność receptorów PPAR była zwiększona w nasieniu samców, które doświadczyły traumy. Według autorów publikacji sugeruje to, że aktywacja PPAR jest istotnym ogniwem w procesie dziedziczenia dysfunkcji metabolicznych spowodowanych traumatycznymi doświadczeniami.
Naukowcy sprawdzili też, czy podobne zmiany w składzie krwi oraz aktywności receptorów PPAR występują także u ludzi. Tymi badaniami objęto 25 dzieci z wioski dziecięcej SOS w Pakistanie, których rodzice zmarli lub zostali odseparowani. Gdy porównano próbki ich krwi i śliny z próbkami pobranymi od dzieci, które nie utraciły rodziców, zaobserwowano analogiczne różnice jak w trakcie eksperymentów prowadzonych na myszach. Oznacza to, że mechanizm pamięci metabolicznej związanej z traumą opisany dla modelu mysiego, prawdopodobnie występuje również u ludzi.
Dr. n. med. Ali Jawaid, będący jednym z autorów tych badań, jest od sierpnia 2020 r. kierownikiem grupy badawczej zajmującej się badaniami translacyjnymi w zaburzeniach neuropsychiatrycznych „Translational Research in Neuropsychiatric Disorders” (TREND) w BRAINCITY, czyli jednym z ośrodków powstałych dzięki wsparciu Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w ramach projektu Międzynarodowe Agendy Badawcze finansowanego z funduszy europejskich z programu Inteligentny Rozwój (POIR). Celem działalności BRAINCITY jest kompleksowe zrozumienie, jak działa ludzki mózg oraz będący jego wytworem umysł. Ta wiedza będzie następnie służyć naukowcom do wypracowania nowych rozwiązań, poprawiających profilaktykę, diagnostykę, monitorowanie i leczenie chorób i patologii mózgu. Chodzi zarówno o schorzenia psychiczne (takie jak depresja czy schizofrenia), uzależnienia, jak i o choroby neurozwyrodnieniowe (takie jak choroba Alzheimera czy Parkinsona).
Dr n. med. Ali Jawaid pochodzi z Pakistanu, jest specjalistą w zakresie neuronauki, absolwentem Uniwersytetu Aga Khan w Pakistanie, Baylor College of Medicine w USA oraz Uniwersytetu w Zurychu w Szwajcarii. Publikował w czołowych czasopismach naukowych, takich jak Science, Nature Neuroscience, Neuron i Nature Communications. Był prelegentem podczas konferencji TEDx. Jego zainteresowania naukowe koncentrują się na wzajemnych oddziaływaniach między czynnikami epigenetycznymi i metabolicznymi w powstawaniu i dziedziczeniu zaburzeń mózgu. Badania prowadzone w kierowanym przez niego Laboratorium TREND w BRAINCITY mają na celu odpowiedzieć na kluczowe pytania, w jaki sposób narażenie na czynniki środowiskowe i doświadczenia życiowe, takie jak urazy przebyte w dzieciństwie, dieta i stany zapalne, wpływają na podatność na zaburzenia neuropsychiatryczne i neurodegeneracyjne oraz czy taka podatność jest przekazywana potomstwu.
Źródło: Involvement of circulating factors in the transmission of paternal experiences through the germline. The EMBO Journal (2020) e104579.
Realizowany przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej program Międzynarodowe Agendy Badawcze jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego ze środków pochodzących z Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój.