Освежение воспоминаний о детских травмах: как метилирование ДНК меняет вашу жизнь

Метилирование ДНК может объяснить, как детские трудности формируют риск депрессии. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Mental Health, предоставляет доказательства того, что трудные ситуации в раннем возрасте могут оставлять постоянные биологические следы, которые помогают объяснить, почему одни дети развивают депрессию позже, в то время как другие кажутся более устойчивыми. Исследователи проанализировали изменения в метилировании ДНК — химическом процессе, который влияет на то, как гены проявляются — и выявили специфические биологические пути, которые связывают ранние трудности с последующими психическими расстройствами.

Исследование показало, что паттерны метилирования ДНК могут как увеличивать, так и уменьшать влияние трудностей на депрессивные симптомы в подростковом возрасте. Эти результаты предполагают, что эпигенетические изменения не только указывают на биологическую уязвимость, но также могут служить индикаторами психологической устойчивости. Некоторые из этих изменений могут даже стать будущими путями для вмешательства или предсказания психического здоровья.

Депрессия является одним из самых распространенных психических заболеваний в мире, затрагивая более 260 миллионов человек. Оказание детских трудностей — таких как насилие, пренебрежение, нищета или нестабильность в семье — является одним из самых мощных известных факторов риска развития депрессии в дальнейшем. Однако биологические механизмы, объясняющие эту связь, досконально не изучены.

Одно из обнадеживающих объяснений кроется в эпигенетике, области, изучающей, как влияние окружающей среды может изменять активность генов, не меняя при этом основные генетические коды. Метилирование ДНК является ключевым эпигенетическим процессом, который функционирует как диммерный переключатель, увеличивая или уменьшая выражение генов в ответ на опыт.

Предыдущие исследования показали, что стрессовые или травматичные события в раннем возрасте могут изменять уровни метилирования ДНК, а также связывали эти изменения с психическими заболеваниями. Однако до сих пор лишь несколько исследований использовали крупные, долгосрочные наборы данных, чтобы напрямую проверить, выполняет ли метилирование ДНК роль моста между детскими трудностями и последующей депрессией.

Исследователи использовали данные Avon Longitudinal Study of Parents and Children (ALSPAC), долгосрочного проекта, отслеживающего здоровье и развитие семей в Великобритании. Они сосредоточились на поднеделах 627–675 детей с полными данными по воздействию трудностей, уровням метилирования ДНК, депрессивным симптомам и соответствующим демографическим факторам.

Дети оценивались по семи различным типам трудностей в возрасте от рождения до семи лет. К ним относились насилие со стороны опекунов, насилие или сексуальная эксплуатация, психические расстройства матери, жизнь в семье с единственным взрослым, нестабильность в семье, финансовые трудности и неблагоприятные условия в районе проживания. Чтобы понять, когда трудности могут иметь максимальное значение, исследователи протестировали пять различных моделей на основе времени и накопления этих опытов.

Кровные образцы, собранные, когда детям было семь лет, использовались для оценки метилирования ДНК на более чем 278 000 участков в геноме. Симптомы депрессии были измерены в возрасте 10,6 лет с использованием широко применяемой самооценочной анкеты.

Для анализа данных команда применяла сложные статистические методы, чтобы определить, какие участки метилирования ДНК служили медиаторами — то есть помогали объяснить связь между трудностями и последующими депрессивными симптомами. Они также воспроизвели свои результаты в двух дополнительных исследованиях: Future of Families and Child Wellbeing Study в Соединенных Штатах и Generation R Study в Нидерландах.

Команда выявила 70 специфических участков метилирования ДНК, которые помогли объяснить от 10% до 73% связи между ранними трудностями и депрессивными симптомами. Эти участки показали два различных паттерна. Около 44% увеличивали риск, что означало, что трудности приводили к изменениям метилирования ДНК, связанным с более высокими оценками депрессии. Оставшиеся 56% имели защитные эффекты, где изменения метилирования ДНК, казалось, уменьшали негативное воздействие трудностей.

Интересно, что некоторые виды трудностей были более тесно связаны с защитными изменениями ДНК. Например, все шесть участков метилирования, связанных с физическим или сексуальным насилием, имели защитные эффекты. Аналогично, большинство участков, связанных с психическими заболеваниями матери, казалось, снижали риск депрессии. В противоположность этому, трудности, связанные с финансовыми проблемами или нестабильностью в семье, скорее всего, были связаны с метилированием, увеличивающим риск.

Исследователи также обнаружили, что время возникновения трудностей имеет значение. Чувствительные периоды в раннем детстве, особенно в возрасте от рождения до пяти лет, были особенно важны для формирования паттернов метилирования ДНК, которые впоследствии повлияли на психическое здоровье.

Эти выводы частично были воспроизведены в двух независимых исследованиях, которые включали образцы из более разнообразных групп и использовали различные ткани для оценки метилирования ДНК. Хотя точные участки метилирования не всегда совпадали между наборами данных, общие паттерны риска и защиты оставались согласованными. Примечательно, что защитные эффекты более надежно воспроизводились, чем увеличивающие риск.

Биологические анализы показали, что многие участки метилирования ДНК, выявленные в данном исследовании, расположены рядом с генами, связанными с развитием мозга, иммунной функцией и реакцией на стресс. Некоторые из них были ранее связаны с другими состояниями в раннем возрасте, такими как преждевременные роды или депрессия матери. Хотя ни одно из них не пересекается с генами, выделенными в генетических исследованиях депрессии, исследователи предполагают, что метилирование ДНК может предложить другой, адаптивный уровень биологического понимания.

Исследование предлагает новые идеи о том, как ранний опыт становится биологически встроенным, но у него есть ограничения. Во-первых, основной набор данных (ALSPAC) в основном состоял из белых участников из Великобритании, что ограничивает то, насколько хорошо результаты могут быть обобщены на другие расовые и этнические группы. Необходимы более разнообразные образцы для подтверждения этих результатов среди разных популяций.

Во-вторых, метилирование ДНК измерялось в крови или слюне, а не в мозговой ткани. Хотя некоторые паттерны метилирования в крови могут отражать те, которые происходят в мозге, они не являются идеальными заменителями. Будущие исследования с использованием тканей после смерти или экспериментальных моделей могут помочь прояснить, влияют ли эти изменения непосредственно на работу мозга.

В-третьих, статистические модели исследования не могут доказать причинно-следственные связи. Хотя дизайн был продольным, другие непроверенные факторы все еще могут влиять как на трудности, так и на последующую депрессию. Кроме того, биологическая роль конкретных участков метилирования остается неизученной, и требуется больше работ, чтобы понять, как они взаимодействуют с другими генетическими и экологическими влияниями.

Несмотря на эти ограничения, исследование представляет собой важный шаг вперед в понимании того, как детские трудности влияют на психическое здоровье на молекулярном уровне. Оно вводит идею, что метилирование ДНК может не только отмечать уязвимость, но и играть роль в устойчивости. Ведущий автор Александр Люсье подчеркивает эту точку: «Если подтвердится, то эти эпигенетические маркеры могут служить биомаркерами риска и устойчивости для психических заболеваний на протяжении всей жизни. С более широкой точки зрения, эта работа может заложить основы для новых стратегий и инструментов для прогнозирования и предотвращения депрессии и других психических и физических расстройств, которые могут возникнуть в результате воздействия детских трудностей». "В течение следующих пяти лет мы планируем расширить нашу исследовательскую работу на более крупные и более разнообразные наборы данных, поскольку большая часть этой работы была завершена среди европейских популяций, что ограничивает ее обобщаемость и интерпретацию." Исследование «Метилирование ДНК медиирует связь между трудностями и депрессивными симптомами» было написано Александром А. Люсье, Брук Дж. Смит, Джона Фишером, Маннаном Луо, Жанин Серути, Лизой Шнеппер, Треем Смитом, Шарлоттой А. М. Сесил, Жанин Ф. Феликс, Колтером Митчеллом, Дэниелом А. Ноттерманом, Керри Дж. Ресслером, Дэниелом Дж. Шайдом, Эндрю Дж. Симпкином, Мэтью Дж. Сиддерманом, Эсфер Уолтон, Эндрю Д. А. Смитом и Эрин К. Данн.