Image

A-magasinet 20. mai 2011.

Både omsorg og omsorgssvikt kan sette spor på barns gener og endre hvordan de virker.

Av: HENRIK VOGT

MERKET FOR LIVET. Du har kanskje tenkt at omsorg – og mishandling – i barndommen kan sette varige spor hos mennesker? Nå er forskere i gang med å kartlegge hvordan dette skjer biologisk. Og det kanskje mest spektakulære funnet er hvordan omsorg og omsorgssvikt ser ut til å kunne merke det grunnleggende arvematerialet – genene våre – slik at det endrer funksjon.

Denne artikkelen sto først på trykk i Aftenposten A-magasinet 12. august 2011.

Forskeren Chris Murgatroyd sier det slik i en artikkel:

– Overforenklinger har gjort at mennesket er blitt fremstilt som en marionette av sine gener i den offentlige debatten. Epigenetikken har endret denne fatalistiske tenkemåten. Arven vår gjennomgår en stadig endringsprosess. Gener former ikke bare mennesker, mennesker kan også påvirke genenes virkning.

I MADRID. Det er sjelden en tur på bar får store konsekvenser for menneskers syn på seg selv. Men det gjør den Michael Meaney og Moshe Szyf har en kveld i Madrid i 1991. Begge er forskere fra McGill-universitetet i Montreal i Canada. De har snakket sammen tidligere, tanker har gradvis nærmet seg hverandre, men denne aftenen etter en konferanse bestemmer de seg for et samarbeid som skal gi oppsiktsvekkende funn om forholdet mellom foreldre og barn.

Forskerne diskuterer noen av våre vanskeligste spørsmål. Som hvorfor omsorgssvikt overfor barn er forbundet med helsetilstand og adferd senere i livet, og hvorfor slike problemer ofte forplanter seg fra generasjon til generasjon. Det finnes mye forskning som viser slike sammenhenger, men hva er årsaksforholdene? Noen peker på gener, andre på miljøet, men finnes det mer sofistikerte svar som kan kaste lys inn i «Født sånn eller blitt sånn»-debatten?

Szyf og Meaney drikker øl.

Meaney er biolog og studerer hjernen; Szyf driver med epigenetikk.

EPIGENETIKK. Du kan like gjerne lære deg navnet først som sist. Det blir et tema så hett i årene som kommer at det kan forandre vårt syn på oss selv. Selve ordet betyr «tilleggsgenetikk», eller «overgenetikk». For å skjønne hva det handler om, må du strengt tatt først vite hva gener og genuttrykk er (se faktaboks), men i korthet handler det om hvordan miljøfaktorer, hendelser i livene våre, kan forandre hvordan genene våre brukes over lengre tid. Eller sagt på en annen måte: Epigenetikk handler om hvordan kroppen vår kan tilpasse bruken av genene i møte med ulike utfordringer i miljøet. Slike langvarige tilpasninger kan være en fordel, men hvis de ikke passer med det livet vi faktisk skal leve – eller noe i tilpasningen går helt feil – kan vi få problemer.

(Artikkelen fortsetter under grafikken)

Image

GEN: Forenklet er et gen en del av DNA-molekylene våre som gir oppskriften til et protein. Proteiner er molekyler som kan ha et utall former og egenskaper. Derfor muliggjør proteiner – i et ekstremt komplisert samspill med flere andre elementer – de fleste av kroppens funksjoner. Hvilke funksjoner som skjer i kroppen, er igjen viktig for hvordan vi kan bli.
GENUTTRYKK: DNA-molekylene, genene, ligger ikke inne i kroppen og lager proteiner på egen hånd. Bruken av genene styres. Når noe påvirker oss lager kroppen signalstoffer som kalles transkripsjonsfaktorer. De binder seg til DNA og avgjør om gener skal brukes eller ikke. Gener kan altså skrus av og på. På denne måten påvirker miljøet – og dermed våre valg og hva vi gjør med hverandre – det såkalte genuttrykket. Genuttrykket er hvilke proteiner som lages ut fra genene til enhver tid. Genene betyr lite alene. Genuttrykket betyr mye for hvordan vi er og blir.
EPIGENETIKK: Kroppen viser seg å ha et system som kan endre genuttrykket på lang sikt. Systemet kan ses som en slags genhukommelse som kan huske noe som skjedde i miljøet for lenge siden og tilpasse bruken av genene deretter. Systemet kalles epigenomet.
EPIGENOMET: Hvis du tenker deg DNA-molekylene som et bibliotek og genene som proteinkokebøker på hyllene, er epigenomet som et indekseringssystem som avgjør hvilke bøker som kan finnes og leses. Dette indekssystemet kan altså langtidsendres i møte med verdens utfordringer. Dette har trolig vært nyttig i evolusjonen fordi det gir mulighet for langsiktig tilpasning til miljøet. Det betyr også at en hendelse kan påvirke oss lenge etter at den er historie. Epigenomet består hovedsakelig av to ting.
1) DNA-metylering: Miljøfaktorer kan føre til påføring av metylgrupper på selve DNA-molekylet. Dette er molekyl-«flagg» som avgjør om et gen brukes eller ikke.
2) Store proteiner som systematiserer DNA-molekylet. De viktigste av disse kalles histoner. Sammen med DNA-molekylet utgjør proteinene såkalt kromatin. Miljøfaktorer kan føre til endringer av histonene. Dette fører igjen til at kromatinet og DNA-molekylets struktur endres slik at gener åpnes eller lukkes for bruk. Slik endres genuttrykket og hvordan genene virker.
(Kilde: Epigenetics, Allis, 2007)

FAREBEREDSKAP. Tilbake til den spanske baren. Meaney forsker på hvordan erfaringer tidlig i livet påvirker oss senere. Foreldres behandling av barn ser ut til å kunne endre barnas biologi i lang tid, men hvordan skjer det? Han forteller Szyf at rotteunger som får lite omsorg av sine mødre, får økt fareberedskap og angstproblemer. Genene ser faktisk ut til å fungere annerledes hos disse ungene senere i livet. Gradvis sniker en aha-opplevelse seg inn. Hva om morens omsorg kan gi epigenetiske forandringer i ungenes hjerner? Hva om noe så mykt kan endre bruken av selve arvematerialet?

På begynnelsen av 1990-tallet er en slik idé oppsiktsvekkende. Det er gener som er in i vitenskapsverdenen. Den heteste poteten gjennom 1990-tallet er Det humane genomprosjektet, kartleggingen av alle menneskets gener. De ivrigste i vitenskapsverdenen ser genomet som en bibel med alle livets hemmeligheter. Når det bare er ferdiglest, kan alle tilstander forstås og alle sykdommer finne sin kur. President Bill Clinton lover evige jaktmarker. At foreldreomsorg kan påvirke de «harde» genene? Mange trekker på skuldrene.

NYTT FAG. Men Meaney og Szyf danner et forskningsteam og slår sammen hjerneforskning og epigenetikk. Det de finner, er kanskje det mest oppsiktsvekkende innen forskning på barns utvikling de siste årene. De oppdager at omsorg og mishandling setter varige spor på genene i rotteungers hjerner. Dette er det første de finner: Omsorgssvikt fører til at ett av rotteungenes gener merkes med såkalte metylgrupper, mens omsorg er forbundet med færre slike merker. Metylgrupper er «flagg» som sitter på DNA-molekylet, og avgjør om genene brukes eller ikke. Når merkene er av, lages det mer av et protein i ungenes hjerner som er viktig i stressreaksjoner. Når de er på, lages det mindre. Merkene sitter på i lengre tid. Slik kan trygghet og utrygghet påvirke stressreaksjoner hos ungene over tid. Her er en sammenheng som viser hvordan relasjonen mellom foreldre og barn kan programmere bruken av barnets gener.

To av verdens tyngste forskningstidsskrifter, Nature og Science, har folk som i 2002 nekter å tro det. De vil ikke sette forskningen på trykk.

– Jeg er ikke bitter for det. Det var den første kunnskapen om dette. Det vi gjorde var å bryte ned en mur. Vi hadde vist at sosiale hendelser kunne påvirke epigenetikk, og at det kunne forklare langtidseffekter av erfaringer tidlig i livet. Det var en rimelig radikal idé, og i vitenskapen ønsker vi ikke å omfavne nye ideer for lett, sier Meaney. Vi møter ham på Operaen i Oslo, der han har holdt foredrag for norske barnepsykiatere på konferansen «Blitt sånn … eller sånn».

Men utover 2000-tallet forandrer vitenskapen seg. Det humane genomprosjektet gir enorme mengder kunnskap, men like mange spørsmål. Kurene for all verdens sykdommer uteblir. Menneskets ekstreme kompleksitet synker stadig dypere inn, og forskere ser til epigenetikken som en kilde til svar.

– De som hadde de største forventningene til at gener alene skulle forklare alt, var ofte ikke genetikere, sier Meaney.

VINDEN SNUR. I 2004 publiserer Meaney og Szyf artikkelen «Epigenetic programming by maternal care» sammen med kollegaen Ian Weaver. Den blir en av de mest omtalte i prestisjetunge Nature Neuroscience noensinne. I årene som kommer bygger forskerne videre på den nye kunnskapen.

De viser hvordan omsorg ikke er noe som bare er «psykologisk» og lite håndfast. Kjærlighet er også noe høyst fysisk. Det er lydbølger, lyssignaler, trykk og berøring og disse signalene oversettes til molekylære merker i kroppen. Meaney og Szyf forsker frem kunnskapen om hvordan berøring stimulerer barns nervesystem, og hvordan dette signalet videreføres inntil det når barnets gener. Slik påvirker omsorg kroppens biologi.

– Vi viste at en sosial hendelse kunne oversettes til en molekylær hendelse inne i kroppens celler. Da vi hadde vist at det var et sett signaler inne i barnets hjerneceller som kunne utløses av en mors omsorg, begynte folk å skjønne at dette hang på greip. Det har ikke noe å si om et signal utløses av en mors omsorg, mat eller en bakterie. En mors omsorg er også fysisk, sier Meaney.

Omsorg regulerer ikke bare det ene genet, som forskerne først klarte å vise. I mars i år publiserte Meaneys team en artikkel med nye funn:

– Morsomsorg regulerer flere hundre gener, sier Meaney.

Det meste av forskningen har imidlertid skjedd på mus og rotter. Et viktig spørsmål gjenstår:

– Rotter er én ting; er ikke mennesker noe ganske annet?

EPIGENETISK LIVSTEGN. Dette er et problem for Meaney, Szyf og deres kolleger. Forskning på epigenetiske forandringer i menneskers hjerner er vrient. Det er heller ufint å ta ut biter av hoder til levende mennesker.

Derfor oppsøker forskerne de døde. I Montreal ligger en av verdens få hjernebanker. En underavdeling heter «The Quebec Suicide Brain Bank». Her har pårørende, i håp om svar, donert hjernene til mennesker som har tatt sine liv. Meaney og Szyfs forskningsteam leter etter epigenetiske forandringer i hjernene. Samtidig kartlegger de hva de døde har vært utsatt for av mishandling tidlig i livet. Spørsmålene «Født sånn eller blitt sånn? Arv eller miljø?» fremstår nå som ganske absurde, og biologer ser dem i løpet av 2000-tallet som stadig mer utdaterte. Resultatet publiseres i Nature Neuroscience i 2009. I hjernene til dem som hadde tatt sine liv og som hadde vært utsatt for mishandling, finner forskerne de samme epigenetiske forandringene som de hadde funnet hos rotter. Siden stressreaksjoner er endret hos mennesker med depresjon – en viktig risikofaktor for selvmord – konkluderer forskerne slik: Funnet styrker en teori om at omsorgssvikt kan merke og endre bruken av gener som er viktige for å takle livsbelastninger. Dette kan igjen være med på å øke risikoen for depresjon og selvmord.

VIETNAM-MERKER. De fleste epigenetiske forandringer ser ut til å skje i fosterlivet og i barndommen, men forskningsfunn antyder at epigenetikken vår faktisk kan endres gjennom hele livet.

Michael Meaney har nå startet et prosjekt med epigenetikeren Rachel Yehuda. Hun forsker på veteraner fra Vietnamkrigen, som har fått diagnosen posttraumatisk stress-syndrom (PTSD). I første omgang har forskerne undersøkt hvite blodceller, som er deler av immunforsvaret, hos krigsveteranene. Funnene er ikke publisert ennå, men Meaney gir et lite innblikk.

– Vi ser epigenetiske forskjeller hos PTSD-gruppen sammenlignet med kontrollgruppen, sier han.

Dette komme ikke overraskende på Meaney.

– Barn som er utsatt for mishandling, har symptomer som ligner på dem vi ser ved PTSD. Vi har nå mest lyst til å se om de epigenetiske forandringene endrer seg hos dem som får behandling og blir bedre.

OMSORG I ARV. Mens Meaney og Szyf jobber frem sine resultater, kommer andre epigenetikkforskere med oppsiktsvekkende funn.

Hunnrotter som hadde omsorgsfulle mødre, blir selv oftere omsorgsfulle overfor sine unger. Og omvendt: Hunnrotter som fikk lite omsorg, viser mindre omsorg. Frances Champagne, en av Meaneys og Szyfs studenter, viser at dette er forbundet med epigenetisk merking av et gen som koder for oksytocin. Oksytocin er et hormon som er viktig i tilknytning mellom foreldre og barn. Rottehunnenes oksytocinproduksjon påvirkes av morsomsorgen de selv fikk. Når hun har lite oksytocin, gir hun selv mindre omsorg og omvendt. Slik kan omsorg og omsorgssvikt gå i arv. Men når hunnrotter som ble utsatt for omsorgssvikt, ble fostret opp i et mer ivaretakende miljø, ble denne epigenetiske effekten borte. Arven ble brutt.

Epigenetikeren Chris Murgatroyd ved Max Planck-instituttet i Tyskland følger opp og viser hvordan belastninger tidlig i livet kan gi epigenetiske merker av det såkalte AVP-genet. Dette er koder for et hormon som også spiller en rolle i stressmestring og dermed sårbarheten for depresjon.

– Gener lærer av stress, mener han.

– Mus blir langvarig påvirket av sine tidlige livserfaringer. Deres latente epigenetiske arr kommer lett frem i lyset når de blir utsatt for stress senere i livet, skriver Murgatroyd.

MILJØARV. Epigenetikken visker ut det tydelige skillet mellom gener og miljø. Hele begrepet arv – som i arv og miljø – er i ferd med å forandres.

– Epigenetikk gir mulige forklaringer på vedvarende endringer i genuttrykket og effekten av tidlige livserfaringer, kronisk stress og matinntak. Epigenetiske mekanismer kan også bli sentrale i forståelsen av hvordan overføringen av biologiske forskjeller og sårbarhet for sykdom går i arv over generasjoner, mener Meaney.

Eller for å sitere en artikkel i forskningstidsskriftet Nature:

Selv om offentligheten og medier ofte ikke virker klar over det, er den gamle «født sånn eller blitt sånn»- og «arv eller miljø»-debatten forlengst vitenskapelig irrelevant. I stedet ligger frontlinjen i å forstå hvordan miljøforandringer – enten det er menneskelige erfaringer, mikrober eller medisiner – samspiller med genene og slik påvirker hjernens utvikling gjennom hele livet.

Meaney understreker at vi fortsatt er helt i begynnelsen av kartleggingen av epigenetikkens betydning i hjernen. Kritikere har påpekt at flere mekanismer som må til for å forklare funnene fullt ut ikke er vist tydelig ennå, og hvor stor innvirkning de epigenetiske mekanismene har hos mennesker er fortsatt uklart.

At livshendelser i form av for eksempel omsorg, mat og giftstoffer kan merke genene våre kan virke skremmende, men epigenetikkunnskapen gir også optimisme. Mens gener i seg selv er ganske uforanderlige i et menneskeliv, kan epigenetikken teoretisk lettere endres.

Forskere undersøker nå om epigenetiske endringer kan bidra til å forklare kompliserte lidelser leger tidligere ikke har forstått, for eksempel ADHD, bipolar lidelse og schizofreni. Å kartlegge vår epigenetikk kan være like viktig for å forstå hvordan vi blir som vi blir, som kartleggingen av genene.

– Forståelsen av de sosiale hendelsers epigenetiske konsekvenser ser ut til å kunne revolusjonere ikke bare medisinen, men også endre samfunnsvitenskapene og humanistiske fag. Epigenetikk kan bli en bro mellom samfunnsvitenskapene og de biologiske vitenskapene og gi en helhetlig forståelse av menneskers helse og adferd, hevder Szyf og McGowan.

twitter.com/henrikvogt

——

LES MER: Epigenetikk og mekanismene Meaney og Szyf har vist, kan spille en viktig rolle bak ny teori om menneskers utvikling. Kunne for eksempel Anders Behring Breivik fått en annen biologisk kurs med en annen oppvekst? Les hovedoppslag om orkidébarna i A-magasinet her.

LES MER: Hvordan kan for eksempel stress påvirke immunforsvaret. Epigenetikk er trolig sentralt også i dette spørsmålet. Les om nevroimmunologi og veiene mellom hjernen og immunsystemet her.

LES MER: Utviklingen av epigenetiske mekanismer er et helt sentralt steg i utviklingen av livet på jorden og er forbundet med utviklingen av organismer som har likt DNA, men flere ulike celler. Cellene i kroppen er ulike på grunn av epigenetikk. Les om Big History her.

LES OGSÅ: Master i vitenskapsfilosofi, Øystein Vogt, har jobbet med vitenskapsteoretiske spørsmål om blant annet arv og miljø over lengre tid. Han skriver: «Nature-nurture is unfit to account for the seamless co-determination of behavior by biological evolution and culture.» Les videre her.

KILDER:

Advertisements