Bekend van BNNVARA, RTL 5, NPO Radio 1, BNR Nieuwsradio, 3FM, Tegenlicht, De Correspondent en meer: In de media | Telefoon: 06-53555875

Epigenetica. Hoe, wat & waarom? (5 voorbeelden + tips)

Epigenetica. Wat is epigenetica? Hoe werkt het en waarom is het zo belangrijk? Wat zijn voorbeelden en tips? Epigenetica is de wetenschappelijke studie naar de uitwerking van genen op de ontwikkeling van een organisme. Kort door de bocht: je hebt veel meer invloed op de expressie van je genen dan je denkt.

Wat is epigenetica?

Epigenetica betekent letterlijk ‘rondom het DNA’. Nog preciezer gaat het om de ‘markeringen’ rondom het DNA die genen aan en uit kan zetten. Die markeringen zelf veranderen en lijken overerfbaar. De naam epigenetica is in 1942 bedacht door de Engelse bioloog Conrad Waddington.

Zijn idee was dat ervaringen en leefomstandigheden van een organisme zijn erfelijke aanleg kunnen beïnvloeden. Het voorvoegsel ‘epi’ komt uit het Grieks en staat voor iets dat boven of achter de genetica ligt. Ik had een uitgebreid podcast interview met Désirée Goubert over epigenetica [link onderin]. Desiree doet doet promotieonderzoek in het UMC Groningen naar epigenetica. Ik interviewde haar voor mijn podcast [link onderin voor de podcast en transcriptie van ons gesprek]. Zij definieert epigenetica als volgt: ‘Epigenetica is eigenlijk een laag die bovenop het DNA nog een extra controle daarover uitoefent, dus het is nog kleiner dan die DNA-laag al is.

Wat is een voorbeeld? Kinderen die als baby in de baarmoeder van vrouwen zaten die de hongerwinter hebben overleefd, die hebben een grotere kans op het ontwikkelen van overgewicht.

Definitie epigenetica

De definitie van epigenetica is ‘de studie naar de uitwerking van genen op de ontwikkeling van een organisme’. Dat gaat dus niet alleen om de uitwerking in je eigen leven, maar ook die van je kinderen en kleinkinderen, zoals het voorbeeld laat zien.

In zijn boek The biology of belief gaat Bruce Lipton nog een stap verder [link onderin]. Volgens hem is het centrale dogma (oftewel het primaat van DNA) dat de informatiestroom maar één richting kent: van het DNA naar het RNA en naar het eiwit. Het DNA is het langetermijngeheugen van de cel. RNA is het actieve geheugen dat door de cel als actieve mal wordt gebruikt bij het synthetiseren van eiwitten. Eiwitten zijn de moleculaire bouwstenen die de structuur en het gedrag van de cel bepalen. Eerder schreef ik een uitgebreid artikel over genetica [link onderin].

Epigenetica is volgens Bruce Lipton de ‘nieuwe wetenschap’. Dit gaat om het primaat van de omgeving en niet meer het oude primaat van DNA. De kern is dat informatie het biologisch functioneren bestuurt. Dat begint met signalen uit de omgeving die op hun beurt de binding van regulerende eiwitten aan het DNA besturen. Regulerende eiwitten dirigeren de activiteit van genen.

Model DNA

Epigenetica hangt, hoe kan het ook anders, nauw samen met genetica. Daarnaast is genetische modificatie een belangrijkste ontwikkeling, ook ten aanzien van epigenetica. Hoe al deze concepten met elkaar samenhangen staat in deze mindmap.

Mindmap met een samenvatting van welke concepten ik belangrijk vind en hoe ze met elkaar samenhangen.


In dit deel ga ik nog verder de diepte in over de achtergrond en werking van epigenetica.

Ziekte epigenetica

Epigenetica draait om hoe je set aan genen tot uiting komt, en de invloed die omgevingsfactoren daarop hebben. Wat zijn die omgevingsfactoren? Dat zijn dingen zoals roken, stress, sporten, het dag- en nachtritme en bewegen. De omgeving kan de werking van genen activeren of uitschakelen.

Zo hebben wetenschappers vastgesteld dat epigenetische mechanismen een factor zijn bij een verscheidenheid van ziekten, waaronder kanker, hart- en vaatziekten en diabetes. Zij zeggen dat maar in 5% van de gevallen de ziekte aan erfelijkheid kan worden toegeschreven [link onderin].

De omgevingsfactoren overschaduwen de invloed van de meeste erfelijke factoren.Mark Davis (Stanford University)

Een ander interessant onderzoek komt uit 2015. Wetenschappers van Stanford University kwamen er achter dat 75% van de variaties in het immuunsysteem van identieke tweelingen (die delen hetzelfde genoom) het gevolg was van invloeden uit de omgeving [link onderin]. Denk aan blootstelling aan microben, toxinen, dieet en vaccinaties. De onderzoeksleider Mark Davis zegt daarover: ‘De omgevingsfactoren overschaduwen de invloed van de meeste erfelijke factoren’.

Het boek van Bruce Lipton over epigenetica

Uitleg epigenetica

Dat verklaart ook het verschil tussen eeneiige tweelingen. Een onderzoek uit 2005 liet een progressieve ontwikkeling zien naar steeds meer verschillen [link onderin]. Kortom, hoe ouder de tweelingen waren des te groter de verschillen. Volgens enthousiaste aanhangers van epigenetica is het een aanpassingsmechanisme die het individu kan veranderen volgens de eisen van de omgeving. Oftewel, een eigen evolutie mechanisme.

Sommige mensen zeggen dat onder ‘omgeving’ ook positieve en negatieve gedachten vallen, zoals Bruce Lipton [over zijn visie kun je verderop meer lezen]. Andere wetenschappers die ik heb gesproken willen hier nog niet aan.

Epigenetica werking

Elke cel in het lichaam heeft hetzelfde DNA. Hoe kan het dan dat een levercel zich anders ontwikkelt en anders functioneert dan een hersencel? Epigenetica zorgt voor deze werkverdeling door genen aan of uit te zetten. Bepaalde basen van een gen worden toegankelijk of ontoegankelijk gemaakt voor de kopie van DNA naar RNA door moleculaire start en stop markeringen.

Dit zijn de methylgroepen, één van de drie methoden van epigenetica. Andere belangrijkste spelers zijn RNA en het nucleosoom:

  • DNA methylering draait erom dat aan de basisparen van de genetische code soms een kleine molecuulgroep wordt toegevoegd. Dit is de methylgroep die extra informatie met zich meedraagt, zoals de start of stop van het kopiëren van RNA.
  • RNA is de boodschapper van het DNA naar de ribosomen buiten de celkern worden gebracht.
  • Nucleasoom is een structuur die wordt gebruikt om het DNA in de kern te verpakken. Het nucleosoom wordt gevormd door 4 basis histon-eiwitten.

Volgens Neil Brockdorf zijn dit de drie belangrijkste spelers binnen epigenetica. De spelers hebben uitgebreid contact met elkaar en zorgen voor een uitgebreide wisseling van genactiviteit [link onderin]. Ik heb er een beetje gevoel bij, maar het klinkt toch mij toch allemaal wel wat complex.

Epigenetica zijn alle eigenaardige en wonderbaarlijke dingen die niet door genetica verklaard kunnen wordenDenise Barlow

Dat verwoordt biologe Denise Barlow mooi als ze zegt: ‘Epigenetica zijn alle eigenaardige en wonderbaarlijke dingen die niet door genetica verklaard kunnen worden’. Kortom, het is best ingewikkeld.

Tennisbal

In mijn podcast met Désirée Goubert legt zij het uit aan de hand van een vergelijking met een tennisbal: ‘Dus dat DNA, we hebben, als je het zou vergelijken – ons DNA is 2 meter en dat moet rond een tennisbal vormen. Dus je kan je voorstellen dat om in onze cellen te passen, dat dat heel erg opgevouwen en opgerold moet zitten. En nu de epigenetica, die zorgt er eigenlijk voor hoe strak of hoe los genen nu specifiek verpakt zitten.

Epigenetica zorgt er eigenlijk voor hoe strak of hoe los genen nu specifiek verpakt zitten.Désirée Goubert

Genen die dus actief moeten zijn voor een bepaald celtype, die zijn heel los verpakt waardoor ze makkelijker tot expressie kunnen komen. Terwijl genen die heel krap verpakt zitten, die heel strak opgerold zitten, die kunnen minder makkelijk tot expressie komen of zullen zelfs niet tot expressie komen. En dat proces wordt gereguleerd door de epigenetica.’

Epigenetische factoren

Later in ons gesprek legt de werking van de methylgroepen nog verder uit:  ‘De epigenetica zijn eigenlijk chemische verbindingen, zoals methylgroepen, om het met een wetenschappelijke term te benoemen, die uit de omgeving ontstaan. Dus dat zijn chemische groepen die in ons lichaam al aanwezig zijn, maar die we ook door de omgeving in onszelf opnemen, of in meerdere mate of in mindere mate beïnvloeden.

Die chemische moleculen die gaan eigenlijk daadwerkelijk aan het DNA binden en daardoor een proces in gang zetten van oftewel het activeren van dat gen en dus dan andere moleculaire mechanismen aantrekken om dat af gen te lezen, oftewel – dat noemen we dus de activerende epigenetische factoren. We hebben ook repressiefactoren, of chemische verbindingen die het DNA minder beschikbaar maken voor die expressie, en dat gaat er dus voor zorgen dat die genen uitgeschakeld zijn of minder tot expressie komen. Dus het is echt daadwerkelijk een chemische groep; een soort van verkeerslicht wat op ‘t gen gaat binden en daar bepaalt of het gen dan ingeschakeld of uitgeschakeld is.’

DNA en expressie genen

Kort gezegd: in elke cel van elk organisme zorgt DNA voor een continue vertaling naar de productie van eiwitten. Het DNA kun je zien als een soort van handleiding of een soort van recept. Het DNA ontvouwt zich waardoor andere genen in aanraking met de omgeving tot expressie komen.

De wijze waarop het DNA opgerold is, zegt ook iets over de mate waarin het DNA tot expressie komt en in welke volgorde. In 2017 publiceerden onderzoekers van de Universiteit van Leiden hier een baanbrekend onderzoek over [link onderin]. Dit wordt ook wel de tweede laag van informatie in DNA genoemd.

Aan het gen zitten chemische triggers die de expressie van het gen aan of uit en harder of zachter zetten. Dit zijn extra boodschappers die de cel meegeven welke eiwitten gemaakt moeten worden en hoeveel hiervan. Deze triggers worden ook wel ‘epigenetic tags’ genoemd. Dit is ook de reden dat een levercel er anders uitziet en anders werkt dan een huidcel, hoewel ze dezelfde DNA bevatten.

Spoorweg metafoor

Een metafoor die mij heel erg hielp om epigenetica beter te begrijpen is die van spoorwegen. Dit werd door Désirée Goubert genoemd in ons interview: ‘Dus ik bekijk het DNA wat wij overerven van onze ouders als een genetisch spoorwegstelsel, dus een spoorweg waarvan de sporen eigenlijk de letters van ons DNA zijn. En de trein die daarop rijdt dat is de genexpressie; dus die kan naar ziekte toe rijden, die kan ook naar gezondheid toe rijden, naar blauwe ogen of naar groene ogen.

Epigenetica zijn dus de verkeerslichten en de slagbomen die gaan bepalen: hoe snel rijdt een trein?Désirée Goubert

De epigenetica zijn dus de verkeerslichten en de slagbomen die gaan bepalen: hoe snel rijdt een trein? Nou, we zeiden al eerder, dat is niet alleen zwart-wit groene of rode verkeerslichten, maar ook oranje verkeerslichten bijvoorbeeld – die dus bepalen wat er met die trein gaat gebeuren, maar niet hoe die trein gaat rijden.’

Celmembraan

Om die reden is Bruce Lipton er van overtuigd dat de celkern met DNA niet het belangrijkste onderdeel van de cel is. Nee, volgens hem is dat het membraan. Hij schrijft in zijn boek: ‘Het ware geheim van het leven ligt in het begrijpen van de verfijnd eenvoudige mechanismen van het magische membraan. Dit zijn de mechanismen waardoor ons lichaam signalen uit de omgeving in gedrag vertaalt’.

Op het celmembraan zitten receptoren die als antennes zijn afgestemd om op bepaalde signalen in de omgeving te reageren. Sommige receptoren reageren op fysieke signalen. Een voorbeeld is de receptor voor oestrogeen. Deze receptor is bedoeld om een complement te zijn voor de vorm en lading van een oestrogeen molecule.

Wij zijn de bestuurders van ons biologisch functionerenBruce Lipton

Zijn overtuiging is dan ook dat het functioneren van de cel primair wordt gemodelleerd door de interactie van de cel met de omgeving en niet door de genetische code. ‘Wij zijn de bestuurders van ons biologisch functioneren’. Hij deed dit idee op na het doen van onderzoek op prokaryoten. Het bijzondere van prokaryoten is dat ze geen celkern of mitochondriën bevatten, alleen een celmembraan die de protoplasma omhult.


In dit deel schrijf ik over onderzoeken die zijn gedaan naar epigenetica en hoe mijn interesse hierin is ontstaan.

Epigenetica onderzoek

In principe verandert het DNA niet als dit wordt doorgegeven en gecombineerd met een partner naar de volgende generatie. Toch gebeurt dit af en toe wel. Zo werd in 2014 een onderzoek gepubliceerd [link onderin]. Hierin kregen ratten een pijnlijk stroomstoot als ze een bepaalde geur roken. De ratten ontwikkelden al snel een reactie om de geur te vermijden en om zichzelf te beschermen.

Dit zorgde voor zo’n sterke reactie, dat dit tot een blijvende aanpassing zorgde in een van de genen van het DNA. Namelijk nadat de ratten zich hadden voortgeplant, hadden de net geboren ratten net zo’n sterke reactie op de geur als hun vaders.

Ervaringen kunnen ook worden doorgegeven in het DNA

Maar, nu komt de crux: ze hadden niet hetzelfde experiment ondergaan en hadden ook geen contact gehad met hun vaders. Sterker nog: dit gold ook voor de kinderen van de kinderen. De conclusie van de onderzoekers was daarmee dat deze reactie zich heeft ingeprent in de genen die kunnen worden doorgegeven.

Eerder, in 2004, hadden onderzoekers van de McGill University in Montreal (Canada) hetzelfde geconstateerd als het gaat om de opvoeding van rattenmoeders [link onderin]. Ze hadden dit gevalideerd door de hersenen van de ratten te onderzoeken. De slechte opvoeding had een markering achtergelaten, in de buurt van het gen voor de glucocorticoïden receptor. Deze receptor speelt een belangrijke rol in het reguleren van stressreacties in het lichaam.

Conclusie: ervaringen kunnen ook worden doorgegeven in het DNA.

De werking bij mensen is complexer, hoewel er ook wel voorbeelden zijn zoals overgewicht en zelfmoord [verderop in het artikel lees je hier meer over]. De reden dat epigenetica bij mensen moeilijker aan te wijzen en te wijzigen is, is omdat het leven van een mens die niet meten en controleren valt zoals die van een rat in laboratoriumopstelling.

Mijn interesse

Waarom vind ik epigenetica heel gaaf? Nou, sommige mensen zien epigenetica als de link tussen genen en omgeving. De link tussen nature en nurture. Dit komt doordat epigenetica aan de ene kant overerfbaar is, maar aan de andere kant ook omkeerbaar is. Met geneesmiddelen en leefstijl kun je dus dingen in de expressie van je genen tegenhouden of stimuleren.

Wij als mensen hebben misschien toch meer invloed op ons zogenaamde ‘genetisch lot’ dan we eerder altijd hebben gedacht. Dat vind ik reuze interessant. Nog interessanter vind ik de toepassingen voor de gezondheidszorg of om onszelf te verbeteren met ‘epigenetisch programmeren’. Aan het einde van dit artikel lees je meer over de potentiële mogelijkheden in de toekomst.


In dit deel staat een verslag van een meetup die ik over dit onderwerp organiseerde. 

Spreker epigenetica

In mei 2016 organiseerde ik een Biohacking Meetup over epigenetica. De spreker over epigenetica was Barbara Vreede. Zij is biologe. Momenteel werkt ze aan het Instituto Gulbenkian de Ciência in Lissabon. Daarvoor heeft ze onderzoek gedaan in Leiden, Galway (Ierland) en Jeruzalem. Ze doet momenteel onderzoek naar evolutionaire biologie, epigenetica en hoe soorten zoals dieren, vlinders en insecten innoveren.

Epigenetica in de praktijk

Een verslag van de meetup. Na een introductie van mij over biohacking en hoe ik epigenetica daarin zie, begon Barbara Vreede met haar verhaal. Aan het einde van haar presentatie vertelde ze wat je praktisch gezien hebt aan epigenetica.

‘Helemaal niets.’ Nou goed, met enige nuancering: ‘Je hebt alleen wat aan deze kennis als je in verwachting bent van een kind of dat van plan bent’. Zo blijkt dat roken in een 1e en 2e generatie kan leiden tot overgewicht én dat depressiviteit van de moeder een blijvende impact kan hebben op haar kinderen. Deze voorbeelden staan verderop in dit artikel verder uitgewerkt.

In Seats2Meet met uitzicht op Utrecht Centraal station.

Over Junk DNA en evolutie

Voor haar presentatie aten Barbara en ik wat bij Barton op station Utrecht Centraal. Ze moest lachen: ‘Eigenlijk had er geen slechter moment kunnen zijn dan vanavond’. Toen we elkaar een paar weken eerder spraken over Skype, vertelde ze dat ze bezig was met solliciteren. Na Ierland, Israël en Portugal, gaat ze binnenkort aan de slag in de Verenigde Staten.

Haar verhaal ging af en toe flink de diepte in (voor mij althans), maar een aantal dingen haal ik eruit. Namelijk wat evolutie is (#1) en wat ‘junk DNA’ is (#2).

#1 Evolutie gaat niet om het overleven van de sterkste. Toeval en geluk spelen minstens een even belangrijke rol.

#2 Junk DNA bestaat niet. De definitie van Junk DNA zijn stukken in het genoom die geen bekende functie hebben. Maar daarmee zijn ze niet waardeloos. Binnen epigenetica wordt dat junk DNA (wat 95% van het menselijk genoom is) beschouwt als essentieel voor het aan- en uitzetten van andere genen.

Dit kwam uit het ENCODE project, een consortium van genetische wetenschappers [link onderin]. Het doel van dat project was om de functie van het junk-DNA van het genoom te bepalen. Dit DNA bevat mechanismen die het mogelijk maken dat informatie uit de omgeving kan worden gebruikt om de uitlezing van eiwit-coderende genen te wijzigen.

Hoe complexer het organisme, hoe meer niet-coderend DNA er aanwezig isDésirée Goubert

In mijn interview met Désirée Goubert in 2018 gaf zij hetzelfde aan: ‘Dus het junk  DNA, zoals dat weleens genoemd wordt, is absoluut geen nonsens. Genetisch wordt er ook gecodeerd voor bepaalde enzymen die deze epigenetische factoren produceren. Dus hoe complexer het organisme, hoe meer niet-coderend DNA er aanwezig is. Dus dat geeft ook echt wel aan dat die hogere vorm van controle, ook een hogere complexiteit met zich meebrengt.

Epigenetica is complex

De basis van epigenetica is als volgt: #1 Signaal (voedsel, toxines en ervaringen) > #2 Mechanisme (transcriptie, methylatie, chromatine, etc.) > #3 Gevolgen (gezondheid, gedrag, uiterlijk, etc.)

Dit klinkt natuurlijk heel simpel. Volgens mij wordt daar soms ook gebruik van gemaakt als het over het aanpassen van lifestyle gaat, of over de toepassing van genetica. Maar de serie van signaal via een mechanisme naar gevolgen is complex om drie redenen.

  1. We weten überhaupt nog te weinig van de bouwstenen, de genetica zelf.
  2. Welke signalen bepaalde mechanismen aan zetten, weten we eigenlijk nog niet.
  3. Het is een continu verschuivende spiegel. Ga je met methylatie op één plek aan de slag, dan leidt dat weer tot veranderingen en verschuivingen verderop.

Het lijkt wel op zo’n puzzel van vroeger, waar alles verschuift als je één blokje verschuift. Door met chemicaliën in te grijpen in de epigenetica lijkt daarmee nog het meest als het slaan met je hamer op je computer als deze niet werkt. Dit is mijn interpretatie.

De bezoekers van de Meetup


In dit deel geef ik een paar voorbeelden van hoe epigenetica werkt bij mensen, waaronder de ideeën van de bekendste en meest markante wetenschapper op dit gebied, de Amerikaan Bruce Lipton.

Voorbeelden epigenetica (5x)

Toch zijn er wel wat voorbeelden bekend van epigenetica, zoals roken en overgewicht (#1), zelfmoord (#2),  depressiviteit (#3), placebo (#4) en nocebo (#5).

#1 Als een rokende moeder een zoon krijgt, dan heeft deze meer kans op overgewicht. Als zij een dochter krijgt die vervolgens weer een zoon krijgt, dan heeft deze ook meer kans op overgewicht. Dit komt uit de Avon Longitudal Study [link onderin]. De impact van leefstijl die meerdere generaties kan overspringen. Bizar.

#2 Een ander voorbeeld in die categorie is hoe onderzoekers vonden dat mensen die zelfmoord hebben gepleegd, een andere werking van het ribosoom RNA hadden. De basis hiervan lag in de kindertijd, waarin zij fysiek en psychologisch misbruikt waren [link onderin].

#3 Een derde voorbeeld is dat dat Tim Oberlander van de University of British Columbia een samenhang vond tussen depressie bij vrouwen die in het derde trimester van hun zwangerschap zijn en een markering in de buurt van het gen dat van invloed is op de glucocorticoïden receptor.

Zoals ik al eerder schreef is deze receptor onder andere gelinkt aan het omgaan met stressvolle situaties. De onderzoekers hadden dit gemeten aan de hand van bloedlichaampjes uit de navelstreng.

#4 In 1957 behandelde de Britse arts Albert Mason een jongen die zoveel wratten op zijn huid had, dat zijn huid meer leek op die van een olifant dan van een mens. Hij deed dit door middel van hypnose. Hij haalde daarmee de internationale pers: met de kracht van de geest had Mason de symptomen terug gebracht, terwijl andere experts dachten dat het een ongeneeslijke genetische ziekte betrof. Dit fenomeen wordt tegenwoordig vaak placebo genoemd.

#5 De geest kan niet alleen een positieve invloed hebben op het lichaam en gezondheid, maar ook een negatieve invloed. Dit wordt nocebo genoemd. Een bekende casus is het overlijden van Sam Londe in 1974. Londe overleed enkele weken nadat hij een diagnose had gekregen dat hij leed aan slokdarmkanker. Maar bij zijn autopsie bleek dat er amper kankercellen te vinden waren in zijn lichaam. Zijn arts Clifton Meador kwam daarom met zijn reflectie: ‘Hij stierf met kanker, maar niet aan kanker’.

Dus: ervaringen kunnen een epigenetisch effect hebben. In het extreem geval kan het zelfs leiden tot zelfmoord. Dan lijkt de impact van deze ontwikkeling toch groter dan Barbara Vreede me in eerste instantie vertelde.

Mijn conclusie is in ieder geval dat het leven in de basis niet statisch is of vast ligt in je genetische profiel, maar dat het in een bepaalde mate dynamisch en vormbaar is. Niet alleen in je eigen leven, maar ook voor je kinderen en kleinkinderen.

Wie is Bruce Lipton?

Een markant figuur in de epigenetica is Bruce Lipton. Ik haalde hem al eerder aan bij het (oude) primaat van het DNA en het (nieuwe) primaat van de omgeving. Hij is stambioloog en deed grensverleggend onderzoek aan de Universiteit van Stanford (Verenigde Staten). Volgens hem wordt ons leven niet gereguleerd door genen, maar door de omgeving, en met name onze perceptie van die omgeving.

Ik dacht dat we het slachtoffer waren van onze genenBruce Lipton

Hij is opgeleid als klassieke bioloog. Vanuit dat perspectief keek hij deterministisch naar genetica: ‘Ik dacht dat we het slachtoffer waren van onze genen.’ Dit veranderde toen hij onderzoek deed naar stamcellen. Daaruit bleek dat de petrischalen met identieke stamcellen zich radicaal anders ontwikkelden als het gevolg van externe invloeden uit de omgeving. Kortom: genen regelen niet alles, maar reageren op informatie.

Dit idee heeft Bruce Lipton verder uitgewerkt. Iets waar hij veel weerstand in heeft ondervonden van collega’s in de wetenschap. Bruce Lipton is er namelijk ook van overtuigt dat we met onze perceptie van de realiteit, dus met onze gedachten, de expressie van onze genen kunnen beïnvloeden. Hij verwoordt het zelf als volgt: ‘Als we positieve overtuigingen in ons denken hebben ingebouwd, voeren ons gedrag en onze genen ons naar gezondheid en geluk.’

Epigenetica en bioritme

In 2017 werd de Nobelprijs voor de Geneeskunde gewonnen door de Amerikaanse wetenschappers Jeffrey Hall, Michael Rosbash en Michael Young. Zij kregen de prijs voor het ontrafelen van het moleculaire mechanisme achter ons waak en slaapritme. In 1984 ontdekten zij  de eerste gen in een reeks die het ritme van cellen regelt.

Later ontdekten ze nog meer genen die het bioritme regelen. Dit mechanisme dirigeert een ritme die allerlei biologische processen in ons lichaam en in andere organismen start en stopt. Denk aan lichaamstemperatuur, bloeddruk en de afgifte van hormonen.

In een interview met de Volkskrant reageert neurobioloog Peter Meerlo van de Rijksuniversiteit Groningen: ‘De aanwezigheid van het 24-uursritme is zó omvattend. Als één van die genen verstoord raakt, zien we dat meteen op gedragsniveau’ [link onderin].

Dit verklaart ook waarom mensen die regelmatig in de nachtdienst werken of mensen die veel vliegen door verschillende tijdzones, ook allerlei gezondheidsproblemen ontwikkelen. Dit betekent dat bepaalde biologische processen in het lichaam ontsporen. Ook dit is epigenetica: bepaalde genen komen tot expressie als gevolg van de mate van aanpassing op het natuurlijke ritme van dag en nacht in de omgeving.


In dit deel ga ik in op de potentiële toepassing in de gezondheidszorg en om onszelf als mens te verbeteren.

Scepsis

Aan het einde van haar presentatie vertelde Barbara Vreede dat je praktisch gezien weinig hebt aan epigenetica. Dezelfde mening geeft Siddhartha Mukherjee in zijn boek The Gene. Volgens hem is de toepassing van epigenetica speculatief, beperkt, idiosyncratisch en onvoorspelbaar. Overigens is een reden dat epigenetica bij mensen moeilijker aan te wijzen en te wijzigen is, zoals in het voorbeeld van de ratten, dat het leven van een mens niet te controleren valt in een laboratoriumopstelling.

De toepassing van epigenetica speculatief, beperkt, idiosyncratisch en onvoorspelbaarSiddharta Mukherjee

De scepsis van Barbara Vreede en Siddharta Mukherjee is begrijpelijk, want zij baseren zich op de staat van het huidige onderzoek. Toch heeft epigenetica, zeker in een langer tijdsbestek, waarschijnlijk een grotere impact op biohacking dan genetische modificatie.

Epigenetica toekomst

In de genetica ging de kennis van DNA voor op methoden om het DNA te wijzigen. Wanneer een vergelijkbare groei optreedt bij epigenetica, dan zijn we straks met technologie in staat om heel specifiek genexpressie aan en uit te zetten en te versterken of te verzwakken. 

Wellicht is dit ook speculatief, maar de voordelen van dit epigenetisch programmeren zijn groter dan genetische modificatie. Het epigenetisch programmeren is namelijk flexibeler (je kan ook de mate van genexpressie beïnvloeden) en minder ingrijpend (je deactiveert genen niet permanent).

Epigenetisch programmeren is flexibeler (je kan ook de mate van genexpressie beïnvloeden) en minder ingrijpend (je deactiveert genen niet permanent).

Dit is geen fictie, een bepaalde vorm van gentherapie lijkt hier al op: dit is RNA interference (RNAi). RNAi is een proces in de cel om de expressie van genen te reguleren of virussen te bestrijden. RNAi maakt het mogelijk om de expressie van genen te blokkeren zonder het DNA te veranderen. Hoewel dit op epigenetica lijkt, is het niet hetzelfde. Désirée Goubert vertelde me dat dit RNAi een posttranslationele wijziging is: onafhankelijk van DNA, maar niet door markeringen op het DNA.

CRISPR/cas9 epigenetica

Hoewel RNAi iets anders is, gebruiken wetenschappers wel CRISPR/cas9 als methode voor genetische modificatie voor epigenetisch programmeren. Dit was Désirée Goubert me vertelde in het interview: ‘De modificatie die bij het epigenetische editen of het epigenetisch programmeren bestaat, is dat die CRISPR/Cas9 gemodificeerd is en geen knip meer maakt. Dus we noemen het ook de CRISPR/dCas – de ‘d’ van ‘dead’ of ‘dood’ – Cas. Dus de actie van het enzym zelf is uitgeschakeld, waardoor je dus geen genetische knips meer gaat maken, maar epigenetische enzymen kan shuttlen naar een bepaalde genomische locatie om daar hun werk te doen.’

Epigenetisch programmeren

Wat ik zelf nog complex vind is hoe je de wijzigingen op de juiste plek aanbrengt. Volgens Désirée Goubert kijken wetenschappers daarbij naar het gebruik van virussen voor het afleveren van de epigenetische programmeertools. ‘Een mogelijke methode daarvoor is bijvoorbeeld het gebruiken van virussen, we hebben het dan nu bijvoorbeeld over het roken en over de longkanker. Dan zou je kunnen denken aan een verkoudheidsvirus, wat dan uiteraard niet zijn actieve vorm heeft om de ziekte tot expressie te brengen, maar wel nog steeds het patroon om in die longen heel actief onze moleculaire tools te gaan brengen.

Virussen of lyposomen kunnen misschien zorgen dat we straks heel gericht epigenetisch kunnen programmerenDésirée Goubert

Er zijn ook andere onderzoeksmethodes, bijvoorbeeld lyposomen, een aflevermethode die heel specifiek in bepaalde organen zo onze tools kunnen gaan afleveren. Maar dat is inderdaad iets wat, als het uiteindelijk in de kliniek terechtkomt, nog heel veel onderzoek nodig heeft.’

Doel

Zoals je al hebt kunnen lezen ben ik zelf voorstander van epigenetisch programmeren in plaats van genetische modificatie. In mijn interview met Désirée Goubert praten we daar ook over en zij deelt mijn beeld: ‘Dat is inderdaad wel het doel; dat we naar een ‘one-and-done’ approach gaan. Daarmee bedoelen we: één keer behandelen, die epigenetica omschakelen en op deze manier een langdurige aan- of uitschakeling van de genexpressie verwezenlijken. Maar daar zijn we nog niet.’

Daarnaast speelt hierbij dat bepaald moet worden wie bepaalt wat een ziekte is en wat een upgrade is. Neem de kleur van de ogen, wil je dat zelf kunnen wijzigen? Of intelligentie, is dat iets wat we ooit in de toekomst met epigenetisch programmeren mogelijk willen maken? Om die reden blijft het belangrijk om na te denken over technologie ethiek en de mogelijke impact van deze technologie [link onderin].


Hieronder volgt extra informatie: een video interview over epigenetica en een presentatie.

Video epigenetica

Op de Biohacker Summit 2017 had ik een interview met Boomer Anderson. Hij richt zich met zijn bedrijf Decoding Superhuman op epigenetica en het gebruik van genetische informatie voor de gezondheid van zijn cliënten. Let op: de video is in het Engels.

Interview met Boomer Anderson

Presentatie epigenetica

In december 2017 gaf ik een presentatie over genetica en genetische manipulatie. In deze presentatie kwam ook epigenetica nadrukkelijk terug. De presentatie kun je hieronder bekijken.

Presentatie over genetica en epigenetica


Leeslijst

Eerder schreef ik deze artikelen:

Dit zijn gerelateerde artikelen:

Hier kun je mijn podcast interviews luisteren. Je kan je ook abonneren op de Biohacking Impact podcast via iOS of Android (en zo via je smartphone de interviews te luisteren).

Aflevering 71 is over DNA, genetische modificatie en bioterreur. Hierin leg ik ook de relatie met epigenetica uit.

Aflevering 63 is met Désirée Goubert. Ze doet promotieonderzoek naar epigenetica. In het interview praten we uitgebreid over de werking en mogelijke toepassingen.

Dit is de uitgeschreven transcriptie van de podcast


Deze boeken heb ik over dit onderwerp gelezen:

  • Boek The Biology of Belief
  • Boek The Gene

Dit zijn externe links die ik heb gebruikt:


Wat wil jij weten over epigenetica? Of wil je nog iets delen? Laat een reactie achter!

2018-11-25T11:35:26+00:00By |5 Comments

5 Comments

  1. Johanna Roede mei 21, 2017 at 10:20 am - Reply

    Ik hoorde laatst in een documentaire op rtl z dat na een bariatrische ingreep (maagverkleining) het gen voor obesitas uitzet. Ik ben heel nieuwsgierig waar deze wetenschap ons naar toe leidt. Revolutionair volgens mij!
    Dank voor het boeiende stuk.

  2. Arie Ellgersma augustus 9, 2017 at 4:31 am - Reply

    Ik zou graag meer over de mentale kant hiervan weten het dus door gedachten kracht aan en uit zetten van je genen

  3. Leo Houben oktober 15, 2017 at 5:26 pm - Reply

    Beste Peter,
    Ik ben 66 jaar oud. Normale veroudering. Welke genoom / gen analyse zou je mij aanraden. Ik begrijp, dat via epigenetica en het wel of niet aan of uit staan van genen, dat het moeilijk interpreteren is. Welke zijn er nu wel al redelijk betrouwbaar? Als oudere ben ik benieuwd naar oudere ziekten (bv: Alzheimer gen, Korsakov gen, Telomeren lengte bepaling etc etc).
    Waar kan ik meer betrouwbare info krijgen?
    Graag jou reactie

    • Peter Joosten oktober 16, 2017 at 10:12 am - Reply

      Dag Leo,
      Ik kan je verwijzen naar een specialist op het gebied van epigenetica. Die kan je ook helpen met een genetische test. Zelf heb ik een test gedaan bij 23andme and Omnigen. Zie https://www.projectleven.nl/dna-test
      Zal ik je emailadres naar de epigenetica specialist sturen? Hij zal dan contact met je opnemen en meer vertellen over hun werk.
      Peter

  4. ries v meerten oktober 30, 2018 at 1:09 pm - Reply

    Boeiend maar wat ik mis is de zielenkeus, alles is gericht op hoe het lichaam werkt en waar het zit in het lichaam, als de ziel de keus maakt om iets op aarde te ervaren een ziekte dus zal hij die personen kiezen waar dei mogelijkheid is

    dit gaat veel verder en dieper als ik hier beschrijf maar de vraag wie ben ik, waar kom ik vandaan en waar ga ik heenis de vraag van de ziel zelf

    groet Ries

Leave A Comment

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.