How early life experience is written into DNA | Moshe Szyf

Traducător: Renate Claudia Govoreanu Corector: Bianca-Ioanidia Mirea

So it all came to life

Totul a luat naștere într-un bar întunecat din Madrid.

in a dark bar in Madrid.

I encountered my colleague from McGill, Michael Meaney.

M-am întâlnit cu colegul meu de la Universitatea McGill, Michael Meaney

și în timp ce beam o bere împreună,

And we were drinking a few beers,

and like scientists do,

mi-a vorbit despre munca sa, așa cum obișnuiesc oamenii de știință,

he told me about his work.

And he told me that he is interested in how mother rats lick their pups

Și mi-a spus că cercetează modul în care femelele de şobolan își ling puii

after they were born.

după ce i-au născut.

And I was sitting there and saying,

Eu stăteam acolo și îmi spuneam:

"This is where my tax dollars are wasted --

„Așa se duc taxele mele...

(Laughter)

(Râsete)

on this kind of soft science."

pe genul acesta de știință ușoară."

And he started telling me

Și a început să îmi spună

that the rats, like humans,

că șobolanii, la fel ca oamenii, își ling puii în moduri foarte diferite.

lick their pups in very different ways.

Some mothers do a lot of that,

Unele femele o fac foarte mult, altele foarte puțin,

some mothers do very little,

and most are in between.

iar majoritatea se află la mijloc.

But what's interesting about it

Partea interesantă constă în urmărirea evoluției puilor până la maturitate

is when he follows these pups when they become adults --

like, years in human life, long after their mother died.

pe o perioadă echivalentă anilor umani, mult timp după moartea mamei.

They are completely different animals.

Aceștia sunt complet diferiți.

The animals that were licked and groomed heavily,

Cei care au fost linși și îngrijiți foarte mult,

the high-licking and grooming,

da, cei care au fost linși și îngrijiți mult

are not stressed.

nu sunt stresați.

They have different sexual behavior.

Au un comportament sexual diferit.

They have a different way of living

Au un stil de viață diferit

than those that were not treated as intensively by their mothers.

față de cei care nu au primit îngrijiri speciale de la mamă.

So then I was thinking to myself:

Așadar, după acea întâlnire am început să mă gândesc:

Is this magic?

O fi asta magie?

How does this work?

Cum funcționează?

As geneticists would like you to think,

Geneticienilor le-ar plăcea să credeți că poate femela a avut gena „mamei rele",

perhaps the mother had the "bad mother" gene

that caused her pups to be stressful,

ceea ce a făcut ca puii ei să fie stresați,

and then it was passed from generation to generation;

iar apoi s-a transmis din generație în generație.

it's all determined by genetics.

Totul e determinat genetic.

Or is it possible that something else is going on here?

Sau e posibil să fie vorba de altceva?

In rats, we can ask this question and answer it.

Cu șobolanii, putem să punem această întrebare și să aflăm răspunsul.

So what we did is a cross-fostering experiment.

Așa că am făcut un experiment de adopție încrucișată.

You essentially separate the litter, the babies of this rat, at birth,

În principiu, puii de șobolan trebuie despărțiți la naștere

to two kinds of fostering mothers --

și dați la două tipuri de mame adoptive.

not the real mothers, but mothers that will take care of them:

Nu la mamele lor adevărate, ci la cele care vor avea grijă de ei:

high-licking mothers and low-licking mothers.

femele care ling mult și femele care ling puțin.

And you can do the opposite with the low-licking pups.

Opusul se aplică la puii care au avut mame care lingeau puțin.

And the remarkable answer was,

Remarcabilul rezultat a fost

it wasn't important what gene you got from your mother.

că nu contează ce genă ați moștenit de la mamă.

It was not the biological mother that defined this property of these rats.

Nu mama biologică a determinat caracteristica acestor șobolani,

It is the mother that took care of the pups.

ci mama care a avut grijă de ei.

So how can this work?

Deci, cum funcționează până la urmă?

I am an a epigeneticist.

Eu sunt epigenetician.

I am interested in how genes are marked

Sunt interesat de marcarea genelor de markeri chimici

by a chemical mark

during embryogenesis, during the time we're in the womb of our mothers,

în timpul embriogenezei, perioada petrecută în pântecul mamei,

and decide which gene will be expressed

când se decide exprimarea genelor din fiecare țesut.

in what tissue.

Different genes are expressed in the brain than in the liver and the eye.

Gene diferite se exprimă în creier, în ficat și în ochi, de exemplu.

And we thought: Is it possible

Atunci ne-am întrebat:

that the mother is somehow reprogramming the gene of her offspring

e oare posibil ca mama să reprogrameze genele progeniturii sale cumva

through her behavior?

prin comportamentul ei?

And we spent 10 years,

Am dedicat 10 ani proiectului

and we found that there is a cascade of biochemical events

și am descoperit că există o cascadă de evenimente biochimice,

by which the licking and grooming of the mother, the care of the mother,

prin care linsul, îngrijirea și interesul mamei

is translated to biochemical signals

sunt traduse în semnale biochimice care ajung în nucleu și în ADN,

that go into the nucleus and into the DNA

and program it differently.

pe care-l programează diferit.

So now the animal can prepare itself for life:

De aici animalul se poate pregăti pentru viață:

Is life going to be harsh?

Va fi viața aspră?

Is there going to be a lot of food?

Va fi multă mâncare?

Are there going to be a lot of cats and snakes around,

Vor fi multe pisici și șerpi prin preajmă sau voi trăi într-un cartier bogat

or will I live in an upper-class neighborhood

unde tot ceea ce trebuie să fac e să fiu cuminte și cumsecade

where all I have to do is behave well and proper,

and that will gain me social acceptance?

ca să fiu acceptat de către societate?

And now one can think about how important that process can be

Acum puteți să înțelegeți cât de important este acel proces

for our lives.

în viața noastră.

We inherit our DNA from our ancestors.

Moștenim ADN-ul nostru de la strămoși.

The DNA is old.

ADN-ul este străvechi.

It evolved during evolution.

A evoluat cu timpul.

But it doesn't tell us if you are going to be born in Stockholm,

Dar în ADN nu scrie dacă vă veți naște în Stockholm,

where the days are long in the summer and short in the winter,

unde zilele sunt lungi vara și scurte iarna,

or in Ecuador,

sau în Ecuador,

where there's an equal number of hours for day and night all year round.

unde ziua este egală cu noaptea tot timpul anului.

And that has such an enormous [effect] on our physiology.

Și acest lucru afectează enorm fiziologia noastră.

So what we suggest is, perhaps what happens early in life,

Noi sugerăm că poate ce se întâmplă devreme în viață,

those signals that come through the mother,

adică acele semnale ce ajung prin mamă,

tell the child what kind of social world you're going to be living in.

comunică copilului în ce mediu social va trăi.

It will be harsh, and you'd better be anxious and be stressful,

Dacă acesta va fi aspru, atunci va fi neliniștit și stresat,

or it's going to be an easy world, and you have to be different.

dacă va fi un mediu confortabil, atunci va trebui să fie diferit.

Is it going to be a world with a lot of light or little light?

Va fi o lume cu multă sau cu puțină lumină?

Is it going to be a world with a lot of food or little food?

Va fi o lume cu multă sau cu puțină mâncare?

If there's no food around,

Dacă nu e mâncare prin preajmă,

you'd better develop your brain to binge whenever you see a meal,

ai face bine să-ți antrenezi creierul la excese culinare la vederea mâncării

or store every piece of food that you have as fat.

sau să depoziteze sub formă de grăsime fiecare bucățică de mâncare a ta.

So this is good.

Până aici toate bune și frumoase.

Evolution has selected this

Evoluția a selectat acest lucru,

to allow our fixed, old DNA to function in a dynamic way

a permis ca ADN-ul nostru fix și străvechi să funcționeze în mod dinamic

in new environments.

în noi medii de viață.

But sometimes things can go wrong;

Dar uneori lucrurile pot lua o întorsătură greșită:

for example, if you're born to a poor family

de exemplu, dacă te naști într-o familie săracă

and the signals are, "You better binge,

și semnalele sunt: „ai face bine să te îndopi,

you better eat every piece of food you're going to encounter."

ai face bine să mănânci tot ce vei găsi.”

But now we humans and our brain have evolved,

Dar noi, oamenii, și creierul nostru am evoluat

have changed evolution even faster.

și am făcut evoluția tot mai rapidă.

Now you can buy McDonald's for one dollar.

Acum se poate mânca la McDonald's cu un dolar.

And therefore, the preparation that we had by our mothers

Așadar, pregătirea primită de la mamele noastre

is turning out to be maladaptive.

se dovedește a fi contraproductivă.

The same preparation that was supposed to protect us from hunger and famine

Chiar acea pregătire care ar fi trebuit să ne ferească de foame și foamete

is going to cause obesity,

va cauza obezitate,

cardiovascular problems and metabolic disease.

probleme cardiovasculare și boli metabolice.

So this concept that genes could be marked by our experience,

Ideea că genele ar putea fi marcate de experiența noastră,

and especially the early life experience,

și mai ales de experiența timpurie,

can provide us a unifying explanation

ne poate oferi o explicație unificatoare atât a sănătății, cât și a bolii.

of both health and disease.

But is true only for rats?

Dar e valabil doar pentru șobolani?

The problem is, we cannot test this in humans,

Problema este că nu putem testa acest lucru pe oameni,

because ethically, we cannot administer child adversity in a random way.

din motive etice nu putem supune copiii la adversități aleatorii.

So if a poor child develops a certain property,

Așa că dacă un copil sărac dezvoltă o anumită caracteristică,

we don't know whether this is caused by poverty

nu putem ști dacă aceasta a fost cauzată de sărăcie

or whether poor people have bad genes.

sau de faptul că oamenii săraci au moștenit gene stricate.

So geneticists will try to tell you that poor people are poor

Geneticienii vor încerca să vă spună că oamenii săraci sunt săraci

because their genes make them poor.

fiindcă genele lor îi fac săraci.

Epigeneticists will tell you

Epigeneticienii vă vor spune că oamenii săraci

poor people are in a bad environment or an impoverished environment

se află într-un mediu neprielnic sau un mediu sărăcit

that creates that phenotype, that property.

ce determină acel fenotip, acea caracteristică.

So we moved to look into our cousins, the monkeys.

Următorul pas a fost să studiem verișorii noștri apropiați, maimuțele,

My colleague, Stephen Suomi, has been rearing monkeys

Colegul meu, Stephen Suomi, a crescut maimuțe

in two different ways:

în două feluri diferite:

randomly separated the monkey from the mother

a despărțit puiul de maimuță de mamă și l-a încredințat unei bone,

and reared her with a nurse

and surrogate motherhood conditions.

aceasta fiind mama surogat.

So these monkeys didn't have a mother; they had a nurse.

Deci aceste maimuțe nu au avut o mamă, ci o bonă.

And other monkeys were reared with their normal, natural mothers.

Alte maimuțe au fost crescute de mamele lor normale, naturale.

And when they were old, they were completely different animals.

Și când au ajuns la o vârstă adultă, erau complet diferite.

The monkeys that had a mother did not care about alcohol,

Maimuțele care au avut o mamă nu au vrut alcool,

they were not sexually aggressive.

nu erau agresive sexual.

The monkeys that didn't have a mother were aggressive, were stressed

Cele care nu au avut o mamă erau agresive, stresate și alcoolice.

and were alcoholics.

So we looked at their DNA early after birth, to see:

Ne-am uitat la ADN-ul lor la naștere ca să vedem:

Is it possible that the mother is marking?

E posibil ca mama să determine marcarea genelor?

Is there a signature of the mother in the DNA of the offspring?

Poate lăsa mama o amprentă în ADN-ul progeniturii?

These are Day-14 monkeys,

În imagine avem maimuțe în vârstă de două săptămâni

and what you see here is the modern way by which we study epigenetics.

și ce vedeți e metoda actuală prin care studiem epigenetica.

We can now map those chemical marks, which we call methylation marks,

Putem să identificăm markerii chimici, pe care îi numim markeri de metilare,

on DNA at a single nucleotide resolution.

pe ADN, cu o capacitate de rezoluție a fiecărui nucleotid în parte.

We can map the entire genome.

Putem să cartografiem întregul genom.

We can now compare the monkey that had a mother or not.

Acum putem compara maimuța care a avut o mamă cu cea care nu a avut.

And here's a visual presentation of this.

Și aceasta este reprezentarea vizuală.

What you see is the genes that got more methylated are red.

Aici vedeți că genele metilizate mai mult sunt roșii.

The genes that got less methylated are green.

Genele cu metilizare redusă sunt verzi.

You can see many genes are changing,

Puteți vedea că multe gene se schimbă

because not having a mother is not just one thing --

deoarece a nu avea o mamă nu este un lucru izolat,

it affects the whole way;

totul este afectat;

it sends signals about the whole way your world is going to look

semnalele vor comunica cum va arăta lumea ta

when you become an adult.

atunci când vei deveni adult.

And you can see the two groups of monkeys

Puteți vedea că cele două grupuri de maimuțe

extremely well-separated from each other.

se pot deosebi foarte bine unul de celălalt.

How early does this develop?

Cât de devreme începe acest proces?

These monkeys already didn't see their mothers,

Maimuțele nu și-au cunoscut mamele, așa că au avut experiență socială.

so they had a social experience.

Do we sense our social status, even at the moment of birth?

Putem să simțim statutul nostru social chiar și în momentul în care ne naștem?

So in this experiment, we took placentas of monkeys

În experimentul următor, am analizat placentele maimuțelor

that had different social status.

care aveau un statut social diferit.

What's interesting about social rank is that across all living beings,

Un lucru interesant despre statutul social e că se regăsește în toate viețuitoarele,

they will structure themselves by hierarchy.

ființele viețuitoare se stabilesc în ierarhii.

Monkey number one is the boss;

Prima maimuță e șeful, iar maimuța a patra e sluga.

monkey number four is the peon.

You put four monkeys in a cage,

Dacă puneți patru maimuțe într-o cușcă, întotdeauna veți găsi un șef și o slugă.

there will always be a boss and always be a peon.

And what's interesting is that the monkey number one

Și e interesant faptul că prima maimuță e mult mai sănătoasă decât cea de-a patra.

is much healthier than monkey number four.

And if you put them in a cage,

Dacă sunt puse într-o cușcă,

monkey number one will not eat as much.

prima maimuță nu va mânca prea mult.

Monkey number four will eat [a lot].

Cea de-a patra maimuță va mânca [mult].

And what you see here in this methylation mapping,

Și ceea ce vedeți aici, în acest tipar de metilare,

a dramatic separation at birth

este despărțirea dramatică la naștere a unor animale

of the animals that had a high social status

cu sau fără statut social înalt.

versus the animals that did not have a high status.

So we are born already knowing the social information,

Deci ne-am născut știind deja informațiile sociale,

and that social information is not bad or good,

iar acele informații nu sunt bune sau rele,

it just prepares us for life,

doar ne pregătesc pentru viață,

because we have to program our biology differently

fiindcă trebuie să fim programați biologic în mod diferit

if we are in the high or the low social status.

în funcție de statutul social ridicat sau scăzut.

But how can you study this in humans?

Dar cum se poate studia acest lucru la oameni?

We can't do experiments, we can't administer adversity to humans.

Repet, nu putem face experimente, nu putem supune oamenii adversităților.

But God does experiments with humans,

Dar Dumnezeu chiar face experimente pe oameni,

and it's called natural disasters.

iar asta poartă denumirea de catastrofe naturale.

One of the hardest natural disasters in Canadian history

Una dintre cele mai cumplite catastrofe din istoria canadiană

happened in my province of Quebec.

a lovit provincia Quebec.

It's the ice storm of 1998.

Este vorba de furtuna de gheață din 1998.

We lost our entire electrical grid because of an ice storm

Rețeaua electrică a fost paralizată din cauza furtunii de gheață

when the temperatures were, in the dead of winter in Quebec,

chiar atunci când temperaturile din mijlocul acelei ierni au ajuns

minus 20 to minus 30.

de la -20 °C până la -30 °C.

And there were pregnant mothers during that time.

Iarna aceea au îndurat-o și unele femei gravide.

And my colleague Suzanne King followed the children of these mothers

Colega mea Suzanne King a urmărit copiii lor îndeaproape

for 15 years.

timp de 15 ani.

And what happened was, that as the stress increased --

Ceea ce s-a întâmplat e că pe măsură ce stresul creștea,

and here we had objective measures of stress:

și în acest caz am avut măsurători obiective ale stresului:

How long were you without power? Where did you spend your time?

„Cât timp ai rămas fără energie electrică? Unde ți-ai petrecut timpul?

Was it in your mother-in-law's apartment or in some posh country home?

În apartamentul soacrei sau într-o casă boierească la țară?

So all of these added up to a social stress scale,

Toate acestea au fost integrate într-o scală de stres social.

and you can ask the question:

Acum întrebați-vă:

How did the children look?

Cum arătau copiii?

And it appears that as stress increases,

Se pare că odată cu înmulțirea factorilor de stres,

the children develop more autism,

tot mai mulți copii dezvoltă autism, boli metabolice și autoimune.

they develop more metabolic diseases

and they develop more autoimmune diseases.

We would map the methylation state,

Am cartografiat metilarea

și din nou puteți vedea genele verzi devenind roșii odată cu mărirea stresului

and again, you see the green genes becoming red as stress increases,

the red genes becoming green as stress increases,

și invers, cele roșii devenind verzi,

an entire rearrangement of the genome in response to stress.

genomul reprogramându-se complet din cauza stresului.

So if we can program genes,

Dacă putem programa genele,

if we are not just the slaves of the history of our genes,

dacă nu suntem doar niște sclavi ai istoriei genelor,

that they could be programmed, can we deprogram them?

dacă pot fi programate, putem să le și deprogramăm?

Because epigenetic causes can cause diseases like cancer,

Deoarece cauze epigenetice pot declanșa boli precum cancerul,

metabolic disease

boli metabolice

and mental health diseases.

și probleme mintale.

Let's talk about cocaine addiction.

Haideți să vorbim despre dependența de cocaină.

Cocaine addiction is a terrible situation

Dependența de cocaină e o situație îngrozitoare

that can lead to death and to loss of human life.

care poate provoca moartea și pierderea de vieți umane.

We asked the question:

Noi am pus întrebarea:

Can we reprogram the addicted brain

Oare am putea reprograma creierul dependent

to make that animal not addicted anymore?

al animalului să nu mai fie dependent?

We used a cocaine addiction model

Am folosit un model de dependență care repetă ceea ce se întâmplă la oameni.

that recapitulates what happens in humans.

In humans, you're in high school,

De exemplu, sunteți la liceu,

some friends suggest you use some cocaine,

niște pieteni vă îndeamnă să folosiți cocaină,

you take cocaine, nothing happens.

voi acceptați, nu se întâmplă nimic.

Months pass by, something reminds you of what happened the first time,

Trec luni de zile, ceva vă amintește de acea primă dată,

a pusher pushes cocaine,

un dealer vă oferă cocaină,

and you become addicted and your life has changed.

voi deveniți dependenți și viața voastră s-a schimbat.

In rats, we do the same thing.

Noi facem același lucru cu șobolanii.

My colleague, Gal Yadid,

he trains the animals to get used to cocaine,

Colegul meu Gal Yadid obișnuiește aceste animale cu cocaina,

then for one month, no cocaine.

apoi timp de o lună nu le mai dă.

Then he reminds them of the party when they saw the cocaine the first time

Și apoi le amintește de petrecerea unde au văzut cocaină pentru prima oară,

by cue, the colors of the cage when they saw cocaine.

printr-un semnal precum culorile cuștii în care au văzut cocaină.

And they go crazy.

Și atunci ei o iau razna.

They will press the lever to get cocaine

Apasă butonul să primească cocaină până mor.

until they die.

We first determined that the difference between these animals

Am ajuns la concluzia că diferența dintre aceste animale

is that during that time when nothing happens,

e că în timpul perioadei în care nu se întâmplă nimic,

there's no cocaine around,

când nu e cocaină în preajmă, epigenomul lor e reprogramat.

their epigenome is rearranged.

Their genes are re-marked in a different way,

Genele lor sunt marcate din nou într-un mod diferit

and when the cue comes, their genome is ready

și atunci când apare un semnal, genomul lor e pregătit

to develop this addictive phenotype.

să dezvolte acest fenotip dependent.

So we treated these animals with drugs that either increase DNA methylation,

Am administrat animalelor medicamente care să mărească fie metilarea ADN-ului,

which was the epigenetic marker to look at,

adică markerul epigenetic observat,

or decrease epigenetic markings.

fie să scadă marcajele epigenetice.

And we found that if we increased methylation,

Am aflat că dacă intensificăm procesul de metilare,

these animals go even crazier.

animalele mai tare o luau razna.

They become more craving for cocaine.

Ele râvneau la cocaină.

But if we reduce the DNA methylation,

Dar dacă reduceam metilarea ADN-ului, animalele nu mai erau dependente.

the animals are not addicted anymore.

We have reprogrammed them.

Le-am reprogramat.

And a fundamental difference between an epigenetic drug

O diferență fundamentală între un medicament epigenetic

and any other drug

și orice alt medicament

is that with epigenetic drugs,

este că cu ajutorul acestuia înlăturăm semnele experienței

we essentially remove the signs of experience,

and once they're gone,

și odată dispărute,

nu se vor reveni decât dacă vei repeta experiența.

they will not come back unless you have the same experience.

Animalul e acum reprogramat.

The animal now is reprogrammed.

So when we visited the animals 30 days, 60 days later,

Și când ne-am întors să verificăm la 30 de zile, la 60 de zile,

which is in human terms many years of life,

adică echivalentul multor ani de viață umani,

they were still not addicted -- by a single epigenetic treatment.

tot nu mai era dependent -- asta cu un singur tratament epigenetic.

So what did we learn about DNA?

Deci, ce am învățat despre ADN?

DNA is not just a sequence of letters;

ADN-ul nu este doar o înșiruire de litere,

it's not just a script.

nu este doar un script.

DNA is a dynamic movie.

ADN-ul este un film dinamic.

Our experiences are being written into this movie, which is interactive.

Experiențele noastre sunt transcrise într-un film, unul interactiv.

You're, like, watching a movie of your life, with the DNA,

E ca și cum v-ați uita la un film al vieții voastre, cu ADN-ul,

with your remote control.

cu telecomanda în mână.

You can remove an actor and add an actor.

Puteți îndepărta sau adăuga un actor.

And so you have, in spite of the deterministic nature of genetics,

Așa că în ciuda naturii deterministice a geneticii,

you have control of the way your genes look,

aveți control asupra aspectului genelor voastre

and this has a tremendous optimistic message

și acesta e un mesaj enorm de optimist

for the ability to now encounter some of the deadly diseases

datorită capacității de a înfrunta cele mai amenințătoare boli

like cancer, mental health,

precum cancerul și bolile mintale

with a new approach,

cu o nouă abordare

prin care privim boala ca neadaptare.

looking at them as maladaptation.

And if we can epigenetically intervene,

Și dacă intervenim cu mijloacele epigeneticii,

[we can] reverse the movie by removing an actor

putem să derulăm filmul doar prin îndepărtarea unui actor

and setting up a new narrative.

și înscenarea unei noi povești.

So what I told you today is,

Ceea ce v-am spus astăzi e că ADN-ul nostru

our DNA is really combined of two components,

e compus din două elemente, două straturi de informație.

two layers of information.

One layer of information is old,

Un strat de informație e străvechi,

evolved from millions of years of evolution.

rezultatul a milioane de ani de evoluție.

It is fixed and very hard to change.

E fix și foarte greu de schimbat.

The other layer of information is the epigenetic layer,

Celălalt e stratul epigenetic, cel deschis și dinamic,

which is open and dynamic

and sets up a narrative that is interactive,

cel ce înscenează povestea interactivă

that allows us to control, to a large extent, our destiny,

ce ne permite să controlăm o mare parte din destinul nostru,

to help the destiny of our children

să ajutăm destinul copiilor noștri și, poate, să înfrângem bolile

and to hopefully conquer disease

and serious health challenges

și provocările serioase cu care specia umană se confruntă

that have plagued humankind for a long time.

de atâta vreme.

So even though we are determined

Deci, în ciuda faptului că suntem supuși genelor noastre,

by our genes,

we have a degree of freedom

avem o oarecare măsură de libertate

that can set up our life to a life of responsibility.

care ne poate îndruma spre un stil de viață responsabil.

Thank you.

Mulțumesc.

(Applause)

(Aplauze)