Epigenetic คืออะไร? เกี่ยวข้องอย่างไรกับร่างกายเรา

Epigenetics การศึกษาการแสดงออกของยีน เป็นหนึ่งในการค้นพบที่น่าตื่นเต้นที่สุดในวงการวิทยาศาสตร์การแพทย์ยุคใหม่ ช่วยไขความลับว่าทำไมคนที่มียีนเหมือนกันอาจมีสุขภาพที่แตกต่างกันได้ การศึกษาพบว่านอกเหนือจากรหัสพันธุกรรม DNA แล้ว ยังมีกลไกที่ควบคุมการเปิด-ปิดการทำงานของยีน ซึ่งได้รับอิทธิพลจากสิ่งแวดล้อมและพฤติกรรมการใช้ชีวิตของเรา ความเข้าใจเรื่อง Epigenetics จึงเป็นกุญแจสำคัญสู่การดูแลสุขภาพแบบใหม่ที่ปรับเปลี่ยนได้ตามความเหมาะสมของแต่ละบุคคล

Epigenetics เป็นศาสตร์ที่ศึกษาการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนที่สามารถถ่ายทอดไปยังเซลล์ลูกหลานได้ โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงลำดับ DNA โดยตรง คำว่า "Epigenetic" มาจากคำว่า "epi" ในภาษากรีกที่แปลว่า "บน" หรือ "เพิ่มเติม" และ "genetic" ที่เกี่ยวข้องกับพันธุกรรม

ความแตกต่างระหว่าง Epigenetics และ Genetics

ในขณะที่ Genetics เกี่ยวข้องกับการศึกษาการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมผ่านลำดับ DNA โดยตรง Epigenetics เป็นศาสตร์ที่ศึกษาการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับกลไกการควบคุมการแสดงออกของยีนที่มีอยู่แล้ว โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงลำดับ DNA เดิม ทำให้ยีนเดียวกันสามารถแสดงออกแตกต่างกันได้ในสภาวะแวดล้อมที่ต่างกัน

• DNA Methylation
  DNA Methylation เป็นกระบวนการเติมหมู่เมทิล (CH3) เข้าไปที่เบส cytosine ของ DNA ซึ่งมักพบในบริเวณที่เรียกว่า CpG islands กระบวนการนี้มักส่งผลให้ยีนถูกปิดการแสดงออก ทำให้โปรตีนไม่ถูกสร้างขึ้น
• Histone Modification
  ฮิสโตนเป็นโปรตีนที่ DNA พันรอบอยู่เพื่อจัดระเบียบในนิวเคลียส การดัดแปลงฮิสโตนด้วยกระบวนการต่างๆ เช่น acetylation, methylation หรือ phosphorylation สามารถเปลี่ยนแปลงการเข้าถึง DNA และส่งผลต่อการแสดงออกของยีน
• Non-coding RNA
  RNA ที่ไม่ได้ทำหน้าที่สร้างโปรตีน (non-coding RNA) เช่น microRNA และ long non-coding RNA มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการแสดงออกของยีนผ่านกลไกต่างๆ

• สิ่งแวดล้อมและวิถีชีวิต
  ปัจจัยภายนอกหลายอย่าง เช่น มลพิษ การสูบบุหรี่ รังสี UV และสารเคมีต่างๆ สามารถส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงทาง epigenetic ได้
• โภชนาการและอาหาร
  อาหารและสารอาหารมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงทาง epigenetic โดยเฉพาะในช่วงพัฒนาการของทารกในครรภ์ ตัวอย่างเช่น การได้รับวิตามิน B12 โฟเลต และสารอาหารอื่นๆ สามารถส่งผลต่อการแสดงออกของยีนในลูกได้
• ความเครียดและสุขภาพจิต
  ความเครียดและสภาวะทางจิตใจสามารถก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทาง epigenetic ที่ส่งผลต่อการทำงานของสมองและพฤติกรรม

• Epigenetics กับการเกิดโรคมะเร็ง
  การเปลี่ยนแปลงทาง epigenetic มีบทบาทสำคัญในการเกิดมะเร็ง โดยเฉพาะการเปลี่ยนแปลงรูปแบบของ DNA methylation ที่อาจนำไปสู่การปิดการทำงานของยีนต้านมะเร็ง (tumor suppressor genes) หรือการเปิดการทำงานของยีนก่อมะเร็ง (oncogenes) การศึกษาพบว่าเซลล์มะเร็งมักมีรูปแบบ DNA methylation ที่ผิดปกติเมื่อเทียบกับเซลล์ปกติ
• Epigenetics กับโรคเรื้อรังอื่น
  นอกจากมะเร็ง การเปลี่ยนแปลงทาง epigenetic ยังเกี่ยวข้องกับโรคเรื้อรังหลายชนิด เช่น:
• โรคหัวใจและหลอดเลือด
• โรคเบาหวาน
• โรคภูมิแพ้และโรคภูมิคุ้มกันทำลายตัวเอง
• โรคทางระบบประสาท เช่น อัลไซเมอร์และพาร์กินสัน
• Epigenetics กับการพัฒนาทางสมองและพฤติกรรม
  การศึกษาพบว่า epigenetic มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาสมองและพฤติกรรม โดยเฉพาะในช่วงวัยเด็ก ประสบการณ์และสิ่งแวดล้อมในวัยเยาว์สามารถส่งผลต่อการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ ความจำ และพฤติกรรมในระยะยาว

• การวิจัยล่าสุดในสาขา Epigenetics
  ปัจจุบันมีโครงการวิจัยระดับนานาชาติหลายโครงการที่มุ่งศึกษา epigenetics โดยเฉพาะ Human Epigenome Project ในยุโรปที่เริ่มดำเนินการตั้งแต่ปี 2003 โดย Wellcome Trust Sanger Institute และพันธมิตร โครงการนี้มุ่งศึกษารูปแบบ DNA methylation บนโครโมโซมต่างๆ ของมนุษย์ ในด้านการวิจัยผลิตภัณฑ์ดูแลผิว บริษัทยูเซอรินได้ทำการวิจัยด้าน epigenetics มาตั้งแต่ปี 2008 จนกลายเป็นผู้นำในด้านนี้ ผลงานสำคัญได้แก่
• ปี 2010: ค้นพบการเปลี่ยนแปลงทาง epigenetic ที่เกิดขึ้นในผิวหนังตามช่วงวัยต่างๆ
• ปี 2013: ศึกษาผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงทาง epigenetics ต่อการแสดงออกของยีนในผิวหนัง
• ปี 2016: พัฒนาเทคโนโลยี Age Clock ที่สามารถบอกอายุผิวได้ และได้รับการจดสิทธิบัตรในปี 2021
• การประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์และการรักษา
• ความรู้ด้าน epigenetics กำลังถูกนำมาพัฒนาเป็นนวัตกรรมการรักษาหลายรูปแบบ
• การรักษาโรค
• ยากลุ่ม DNA methylation inhibitors สำหรับรักษามะเร็งบางชนิด
• การพัฒนาตัวบ่งชี้ทาง epigenetic เพื่อวินิจฉัยโรคตั้งแต่ระยะเริ่มต้น
• การดูแลผิวพรรณ
  ยูเซอรินได้พัฒนาเทคโนโลยี Age Clock ที่ช่วยระบุสารออกฤทธิ์ที่สามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบ epigenetic ของผิวและย้อนวัยทางชีวภาพของผิวได้ นำไปสู่การพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่ทำงานในระดับ epigenetic เพื่อชะลอวัยอย่างมีประสิทธิภาพ
• อนาคตของ Epigenetics ในการแพทย์ส่วนบุคคล
  Epigenetics กำลังปฏิวัติวงการแพทย์ด้วยการเปิดโอกาสให้เข้าใจความแตกต่างระหว่างบุคคลได้ดีขึ้น แม้จะมียีนเหมือนกัน การตอบสนองต่อการรักษาอาจแตกต่างกันได้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทาง epigenetic ที่สะสมมาตลอดชีวิต ความรู้นี้กำลังนำไปสู่
• การพัฒนาแนวทางการรักษาที่เฉพาะเจาะจงสำหรับแต่ละบุคคล
• การป้องกันโรคด้วยการปรับเปลี่ยนปัจจัยแวดล้อมที่ส่งผลต่อ epigenetics
• การพัฒนาผลิตภัณฑ์ดูแลสุขภาพและความงามที่ทำงานในระดับ

Epigenetics เป็นกลไกสำคัญที่เชื่อมโยงระหว่างพันธุกรรม สิ่งแวดล้อม และสุขภาพ ความเข้าใจในกลไกนี้ช่วยอธิบายว่าทำไมปัจจัยภายนอกจึงส่งผลต่อการแสดงออกของยีนและสุขภาพของเราได้ การศึกษาด้าน epigenetics กำลังนำไปสู่การพัฒนาแนวทางใหม่ๆ ในการป้องกันและรักษาโรค รวมถึงการส่งเสริมสุขภาพแบบองค์รวม

อ้างอิง:

• Dupont C, et al. (2009). Epigenetics: definition, mechanisms and clinical perspective. Semin Reprod Med.
• Bird A. (2007). Perceptions of epigenetics. Nature.
• Feinberg AP. (2018). The Key Role of Epigenetics in Human Disease Prevention and Mitigation. N Engl J Med.
• Gronniger E, et al. (2010). Aging and chronic sun exposure cause distinct epigenetic changes in human skin. PLoS Genet.
• Heyn H, et al. (2012). Distinct DNA methylomes of newborns and centenarians. Proc Natl Acad Sci USA.