Стресс приводит к укорачиванию теломер хромосом у детей

Длительное периодическое обследование детей-сирот из Румынии показало, что стресс, перенесенный ребенком в детстве, может отразиться на структуре ДНК.

Согласно результатам недавно опубликованного в журнале Molecular Psychiatry [1] исследования, у детей, которые провели свои первые годы жизни в государственных детских домах, хромосомы имеют более короткие теломеры, чем у детей, выросших в приемных семьях. Теломеры представляют собой не кодирующие белки «буферные зоны» на концах хромосом. Во время деления клетки они препятствуют потере участков кодирующей ДНК. Теломеры значительно укорачиваются во время каждой репликации хромосом при делении клетки. Стрессовые воздействия также могут вызвать укорочение теломер. При этом известно, что короткие теломеры связаны с развитием разнообразных заболеваний, начиная от сахарного диабета и заканчивая деменцией (слабоумием).

Новое исследование является частью проекта Bucharest Early Intervention Project, представляющего собой программу, начатую американскими исследователями в 2000 г. Целью исследования было сравнить здоровье и развитие румынских детей, воспитывающихся в стрессовой среде детского дома, со здоровьем и развитием детей из приемных семей, которым уделяется больше внимания и оказывается лучшая помощь.

Когда началось это исследование, в Румынии были распространены государственные детские дома, а система передачи ребенка на воспитание в семью была специально создана для данного научного проекта. В исследовании участвовало 136 детей из приюта в возрасте от 6 до 30 месяцев, половина которых была отдана в приемные семьи. Остальные дети остались в приюте.

Исследователи получили образцы ДНК детей, когда им было от 6 до 10 лет, и измеряли длину теломер хромосом. Результаты исследования показали, что, чем дольше ребенок в раннем детстве (до возраста четыре с половиной года) оставался в приюте, тем короче были теломеры его хромосом.

«Результаты исследования показывают, что пребывание ребенка на социальном обеспечении оказывает непосредственное влияние на его организм на молекулярном уровне», - говорит один из авторов исследования, психиатр из Университета Тулейн (Tulane University) Стейси Дрюри (Stacy Drury).

Новая область исследований

Результаты других исследований выявили аномально короткие теломеры у взрослых, утверждавших, что пережили психологический стресс в детстве [2,3]. В настоящее время изучение биологии теломер в детстве является новой научной областью. Дрюри и ее команда до сих пор не могут сравнить теломеры детей, находящихся на социальном обеспечении, и теломеры детей, живших в приемных семьях, с нормой. По словам главного исследователя, педиатра Чарльза Нельсона (Charles Nelson) из Гарвардской Медицинской Школы (Harvard Medical School) и Детской Больницы в Бостоне (Children's Hospital), это связано с тем, что у ученых до сих пор нет эталона нормальной длины теломер у ребенка раннего возраста. Сейчас Дрюри, Нельсон и их коллеги измеряют длину теломер у детей, которые в раннем детстве пережили меньший стресс по сравнению с детьми из приюта.

Команда ученых считает, что многие составляющие детского здоровья можно улучшить, если детей перевести с социального обеспечения в условия семьи. Но может ли это изменение «заново вырастить» теломеры ребенка? Несмотря на то, что обычно теломеры укорачиваются с возрастом, их можно удлинить путем воздействия ферментом теломеразой.

Ученый, участвующий в Исследовательской Программе Молекулярной Неврологии (Research Program of Molecular Neurology) из Университета Хельсинки (University of Helsinki) Иирис Ховатта (Iiris Hovatta), также участвовавший в румынском исследовании, предполагает, что укорочение теломер не является необратимым. «Исследования, проведенные на взрослых, показали, что длина теломер у некоторых людей увеличивается со временем, этот процесс имеет тенденцию происходить у тех людей, у которых теломеры были короче» - говорит Ховатта.

Теломеры и здоровье

На прошлой неделе Дрюри и ее коллеги получили финансирование от Национальных Институтов Здоровья США (US National Institutes of Health) для проведения проспективного обследования румынских детей в возрасте 12 лет. Возможно, пребывание в условиях приюта привело к эпигенетическому программированию, то есть химическим модификациям ДНК без нарушения ее последовательности. Ученые считают, что это могло вызвать продолжение укорачивания размеров теломер детей с более высокой скоростью, чем в нормальных условиях, либо длина теломер детей снова увеличилась.

Дальнейшие исследования также помогут ответить на вопрос, являются ли укороченные теломеры причиной плохого состояния здоровья или вызывают его. В распоряжении исследователей есть записи об умственном и физическом состоянии здоровья детей в разном возрасте, и они анализируют, различаются ли умственные способности и физическое здоровье в двух группах детей, чтобы выявить корреляции данных историй болезни детей с длиной теломер их хромосом.

«Воздействие стресса на организм трудно определить, - объясняет Дрюри, – Эти результаты могут показать нам, можно ли использовать длину теломер как фундаментальный биомаркер для всех кумулятивных факторов, которые мы называем негативным опытом».


Укороченные теломеры, обнаруженные у румынских детей-сирот, могут привести к проблемам со здоровьем во взрослой жизни (Фото © BOGDAN CRISTEL/Reuters/Corbis).

Оригинальный текст: Marian Turner

По материалам:
NatureNews

Литература:
1. Drury, S. S. et al. Mol. Psychiatr. advance online publication doi:10.1038/mp.2011.53 (2011).
2. Kananen, L. et al. PLoS ONE 5, e10826 (2010).
3. [url=http://www.biologicalpsychiatryjournal.com/article/S0006-3223(09)01013-0/abstract]Tyrka, A. R. et al. Biol Psychiatr. 67, 531-534 (2010).[/url]