Ida undersøger menneskets gener: Sædceller husker dårlige vaner

En af mine venner er lige blevet far til en sød, lille pige. Selv om hun kun er få uger gammel, kan jeg allerede se, at øjne, ører, næse, hår og mund kommer fra faren og moren. De er givet videre gennem generne, men de to glade forældre har givet meget mere videre til deres datter end det, mine øjne kan se.

Det viser den forskning, som læge og postdoc Ida Donkin har gennemført på The Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research på Københavns Universitet.

»Vi ved, at vi giver vores gener videre til vores børn. Og det er de gener, vi også har fået fra vores forældre, men den forskning, vi har lavet, tyder på, at vi giver mere videre til vores børn end som så,« forklarer Ida Donkin, da hun har inviteret os ind i laboratoriet, hvor pipetterobotter fylder små reagensglas, mens celler vokser i petriskåle i store varmeskabe.

Mandens sædceller bærer nemlig ikke kun arvemassen videre, men bliver også påvirket af den livsstil, han har. De husker så at sige de dårlige – eller gode – vaner.

»Den livsstil, som vi som forældre har i perioden op til, at vi laver vores børn, ser ud til at blive overført ved befrugtningen og kan derigennem påvirke barnets udvikling. Vi kan se i vores forskning, at hvis mænd er overvægtige, hvis de dyrker meget eller lidt motion, så påvirker det kernematerialet i sædcellerne, og det ser ud til at gå ind og påvirke fosterudviklingen og senere også børnenes risiko for sygdomme,« siger Ida Donkin.

Hun forsker i det, der kaldes for epigenetisk arvelighed. Begrebet kan forklares således: De fleste ved, at generne er opbygget af dna. Generne bliver udtrykt i hele vores krop – det er så at sige byggestenene. Men rundt om generne sidder nogle molekyler, som kan styre dem. Disse molekyler fungerer som tænd- og slukknapper på generne. Det er epigenetik.

»Molekylerne bliver påvirket af vores livsstil, så hvis vi gør noget særligt i vores hverdag, så kan det sætte en slukknap på et gen, som vi ellers har brug for i vores krop. Og det vil have samme effekt, som hvis genet slet ikke var der – hvis jeg havde arvet en mutation på det gen fra mine forældre,« siger Ida Donkin.

Man kender faktisk epigenetik fra mange sygdomme – særligt kræftsygdomme. Man ved fra forskning, at den livsstil, man har, påvirker risikoen for at udvikle sygdomme, men også de gener, man får fra sine forældre, påvirker risikoen for at udvikle sygdomme.

»Epigenetik er lidt sammenhængen mellem de to faktorer. Vores miljø går ind og påvirker vores epigenetik, og epigenetikken går ind og påvirker vores genetik. Den kan være med til at udvikle nogle af disse sygdomme,« fortæller Ida Donkin.

Hul i arveligheden

Det, Ida Donkin sammen med sine kolleger på Panum tæt ved søerne i København har fundet ud af, er, at forældre overfører deres epigenetik til deres børn. Man har altid troet, at epigenetikken ved befrugtningen ville blive fjernet fra dna’et, så den ikke ville påvirke udviklingen af barnet. Men Ida Donkins forskning viser, at der er en hel del, der bliver under befrugtningen.

Denne opdagelse kan være med til at forklare Vestens fedme- og diabetesepidemi og være med til at forklare, hvordan sygdomme overføres fra generation til generation.

»De mærker, vi har sat gennem vores livsstil, ser ud til at forblive under befrugtningen og er der stadig under barnets udvikling og kan påvirke, hvordan barnet udvikler sig og risikoen for sygdomme senere hen,« forklarer Ida Donkin og fremhæver diabetes som et godt eksempel.

Type 2-diabetes udvikles som oftest, hvis man er stærkt overvægtig, fordi kroppen udvikler insulinresistens. Men diabetes har også en arvelig komponent. Ida Donkin henviser til studier, der viser, at arveligheden ligger på omkring 50 til 70 pct. Så hvis en af forældrene har diabetes, er der stor sandsynlighed for, at barnet udvikler diabetes.

Dansk forsker rokker ved evolutionsteorien

»Man har hele tiden troet, at det handlede om gener – at du arvede et gen, der gjorde, at du var særligt sensitiv over for at udvikle diabetes. De seneste 15 år har man forsket meget og kortlagt gener og mutationer, men selv om man har forsket meget i diabetes og fedme, så kan alle de genetiske mutationer, der knyttes til diabetes, kun forklare omkring 5 til 10 pct. af den store arvelighed,« siger Ida Donkin.

Der er med andre ord et kæmpe hul i arveligheden. De epigenetiske opdagelser giver pludselig en god forklaring på det hul. Epigenetik er gråzonen mellem genetik og miljø og giver en god forklaring på, hvordan genetik og miljø arbejder sammen og er med til at give den øgede arvelighed.

»Den måde, hvorpå kurven af diabetestilfælde er fuldstændig eksploderet over de seneste to årtier, kan ikke udelukkende forklares med, at vi har lavet samfundet om, at vi har mere kontorarbejde og spiser dårligere. Der er noget mere i det. Og det er der, at epigenetikken kommer ind i billedet,« siger Ida Donkin.

Så epigenetikken kan være linket mellem arv og miljø?

»De to faktorer kan ikke alene stå for øgningen, men epigenetikken kan pludselig give det ekstra link, som kan forklare, hvorfor det lige går en tand stejlere med kurven, end vi havde regnet med.«

»Når det så er sagt, så er der rigtig meget, vi ikke ved endnu. Men det er helt klart en ny og meget vigtig brik i forståelsen af, hvordan sygdomme går videre fra den ene generation til den anden.«

Giraffens lange hals

Faktisk har Ida Donkins forskning været med til sætte fokus på en helt ny vinkel på evolutionsteorien.

Den franske evolutionsteoretiker Jean-Baptiste Lamarck lancerede i begyndelsen af 1800-tallet idéen om epigenetisk arvelighed med sin teori om, at giraffer fødes med lange halse, fordi de forrige generationer har strakt sig efter træenes blade og derfor påvirket de gener, der udvikler halsmuskulaturen hos de følgende generationer.

Teorien fik dog aldrig rigtig fodfæste, og da Charles Darwin udgav sin teori om evolution i sin bog fra 1859, ”Arternes Oprindelse”, hvor han forklarede giraffernes lange hals med en genetisk udvikling over årtusinder, uddøde den.

Men i 1999 blev teorien genoplivet, da forskere påviste, at de små krebsdyr dafnier fik unger med en hjelm over hovedet, hvis de levede i nærheden af rovdyr. Hvis de ikke levede blandt rovdyr, blev ungerne ikke født med denne hjelm.

»Det er en god måde at forklare, hvordan vi hurtigt kan tilpasse os nye omgivelser. Det er relativt hurtigt, at vores højde er skudt i vejret. Der er selvfølgelig god kost og alt muligt andet, men menneskeracen er inde i en hurtig udvikling, og det kunne godt handle om, at vi for hver generation prøver at finde ud af, hvad vi kan give videre til vores børn, så de får en bedre start på livet,« forklarer Ida Donkin.

Hun mener, at denne effekt har nogle uheldige følger i forbindelse med diabetes. Der er tilsyneladende gået lidt kuk i, hvad menneskekroppen rent evolutionært mener er vigtigt for menneskeracen lige nu, og hvad der er vigtigt på lidt længere sigt.

»Oprindeligt var det en god ting, at man kunne opbevare mere fedt til vinteren. Det har så den uheldige effekt, at det giver os diabetes, når vi opbevarer rigtig meget fedt i kroppen. Det er en uheldig drejning af, hvad vi giver videre til vores børn, for kroppen har ikke rigtig forstået, at det ikke er godt for os,« siger Ida Donkin.

I sit ph.d-projekt så Ida Donkin og hendes kolleger på to grupper af overvægtige mænd, hvor den ene gruppe gennemgik en fedmeoperation, og den anden blev del af et intensivt træningsforløb af seks ugers varighed.

De kunne konstatere, at epigenetikken ændrede sig markant. Allerede en uge efter fedmeoperationen havde sædcellernes epigenetik ændret sig, og efter et år var den stadig anderledes. De motionerende mænds epigenetik ændrede sig også, men de fleste ændringer forsvandt igen, da træningsprogrammet sluttede.

Ændringerne sker i følge Ida Donkin i de gener, der styrer vores appetitmønstre, og det kan muligvis forklare, hvorfor børn af overvægtige også bliver overvægtige.

»Hjernen bliver simpelthen kodet til ikke helt at kunne holde igen, når vi skal indtage mad. Og det er nok, fordi hjerneudviklingen er et af de områder, hvor kroppen er mest sårbar over for ændringer,« siger Ida Donkin.

I den vestlige verden er darwinismen meget indgroet, men dette nye syn på arvelighed kan potentielt lede til en anden bevidsthed om ens ansvar – at man kan påvirke den kommende generation direkte. En bevidsthed, som man ikke tidligere havde i samme grad.

»Folk har en tendens til at skubbe ting lidt til siden og vælge i den fakta, der nu engang ligger fremme, for at skabe den historie, der giver bedst mening for dem, og det synes jeg er okay, for vi bliver overdænget med ny forskning hele tiden. Men det er klart, at hvis det viser sig at holde stik, at det, du gør i perioden op til, at du undfanger, påvirker dine børn, så er det et kæmpeansvar,« siger Ida Donkin.

Tre km eller en tre år gammel burger

Ida Donkin mener, at man skal bruge det nye ansvar positivt; at det er fantastisk, at man med få livsstilsændringer kan øge sandsynligheden for at få sunde og raske børn. Hun erkender dog, at der vil være nogle befolkningsgrupper, som ikke har ressourcerne til at foretage disse ændringer.

»Så må vi prøve at finde ud af, om vi som samfund skal tage et ansvar,« siger Ida Donkin.

I et studie med rotter opdagede Ida Donkin og hendes kolleger, at hanrotter fodret med en fed diæt får rotteunger med en lavere fødselsvægt. Som rotteungerne blev ældre, kunne forskerne se, at rotternes fedtomsætning var helt anderledes, og at deres sukkerbalance var helt anderledes. Denne opdagelse kan muligvis overføres til mennesker, for man ved, at børn født med en lav fødselsvægt har en meget større risiko for at udvikle fedme og sukkersyge.

»Derfor giver det god mening med en række livsstilsråd til manden, for det er ikke kun kvinden, der er hovedansvarlig for barnets udvikling. Så jeg vil foreslå, at man kigger på, om det kan være en god idé at fortælle kommende fædre, at de skal spise mere grønt og fiberrigt og dyrke lidt mere motion – passe bedre på sig selv. Præcis de samme råd, som vi også giver til kvinder,« siger Ida Donkin.

Gravide kvinder får allerede råd om ikke at tømme kattebakker, fordi der i katteafføring er bakterier, der er meget farlige for fosterudviklingen. De må ikke spise tun og andre rovfisk, fordi de indeholder tungmetaller. Og Ida Donkin mener, at man samfundsmæssigt er god til at give disse råd videre, og hun mener, at folk har ret til at vide, hvilken forskning der ligger på området.

»Så må det være op til folk at beslutte, hvordan de vil agere,« siger Ida Donkin.

Studier af tre generationer af mennesker i regionen Överkalix i den nordlige del af Sverige viser nemlig, at kosten indtaget i teenageårene påvirkede børn og børnebørns risiko for hjertekarsygdomme og dødelighed. Noget tyder altså på, at nogle ændringer i generne sker dynamisk, mens andre ændringer er blivende, når først de er sket.

»Kan du nøjes med at løbe tre kilometer dagen inden undfangelsen, eller kan sædcellen huske den burger, du spiste for tre år siden, da du havde tømmermænd?« spørger Ida Donkin retorisk.

»Når det så er sagt, så får de fleste af os raske og sunde børn, men vi kan, når vi laver store befolkningsundersøgelser, se, at der er flere og flere, der udvikler diabetes og fedme. Og det kan vi ikke udelukkende forklare med dårlig livsstil,« pointerer Ida Donkin.

Naturen skal gå sin gang

På den lange bane mener Ida Donkin, at man kan komme til at se læger screene for epigenetiske variationer, som man ikke ønsker.

»Man gør det allerede inden for genetikken – med embryoner i reagensglas. Man kigger efter embryoner med den genetiske mutation, man frygter, og sorterer dem væk. Det kunne man også forestille sig at gøre med epigenetikken. Forhåbentlig kan det være med til at forebygge sygdomme og forebygge, at man er disponeret for fedme, diabetes og psykiske lidelser. Hvis vi kan påvirke arveligheden, ville det være en god måde at hjælpe folk på, for diabetes er ikke en sjov sygdom,« siger Ida Donkin.

Er der ikke risiko for, at vi ender i et genregime?

»Jeg synes, at naturen skal have lov til at gå sin gang, men det er klart, at hvis der er nogle sygdomme, hvor vi kan hjælpe familier med genetiske mutationer eller dårlig epigenetik, så synes jeg, at man skal overveje det. Når det så er sagt, så må vi ikke blive et samfund, hvor vi polerer så meget, at vi kun har én form for perfekt menneske. Mennesket findes i mange smukke variationer, og den mangfoldighed håber jeg da ved gud, at vi kan opretholde.«

Mutationer er både lykken og forbandelsen ved evolutionen. Potentielt kan det blive os, der går ind og forandrer noget, som vi ikke burde have forandret?

»Det er rigtig god idé at vide, hvad man laver, inden man begynder at lave noget inden for dette felt, så vi ikke gør endnu mere skade. Vi ved rent faktisk heller ikke om vægttab giver sundere børn. Vi kan se, at der sker en forandring i kernematerialet, men det kan lige så vel være, at overvægtige fædre får sundere børn. Men mange studier viser, at en sund livsstil giver sundere børn.«

Er du ikke bange for, at der er nogen, der får dårlig samvittighed?

»Der er så meget forskning, og det hele kan give dårlig samvittighed. Essensen er: Lev fornuftigt. Lad være med at leve ekstremt. De fleste lever et godt liv og får sunde børn, men tag nogle af de overordnede råd med: Løb lidt, spis fornuftigt og lad være med at blive for overvægtig. Vores forskning er endnu et vægtig argument for at leve lidt sundere. Det håber jeg, at folk tager med,« siger Ida Donkin.