Czy traumę można odziedziczyć poprzez geny?

Naukowcy gromadzą dowody sugerujące, że trauma emocjonalna może rozciągać się na pokolenia, zmieniając sposób włączania i wyłączania genów u potomstwa. Zdjęcie: Tek Image, Science Photo Library

Pojawiająca się nauka sugeruje, że skutki traumy – od wojny i ludobójstwa po molestowanie i czynniki środowiskowe – mogą być genetycznie przekazywane z pokolenia na pokolenie. Epigenetyka to nauka o włączaniu i wyłączaniu genów. Proces molekularny, znany jako ekspresja genów, zwiększa aktywność niektórych genów i wycisza inne poprzez dodawanie i usuwanie znaczników chemicznych – zwanych grupami metylowymi – do genów. Liczne badania naukowe sugerują, że może to być mechanizm, dzięki któremu trauma rodzica może zostać wpisana w geny potomstwa, a skutki epigenetyczne mogą mieć wielopokoleniowy charakter. Dziedzina ta „dotyka wszystkich pytań, jakie ludzkość zadawała sobie od chwili swego chodzenia po tej planecie” – mówi Moshe Szyf, profesor farmakologii na Uniwersytecie McGill. „Jak duża część naszego przeznaczenia jest z góry ustalona? Jak dużą część mamy pod kontrolą?” Dla niektórych osób koncepcja, że możemy nieść w sobie dziedzictwo traumy, ma sens, ponieważ potwierdza ich poczucie, że są czymś więcej niż sumą swoich doświadczeń.

„Jeśli czujesz, że dotknęło Cię bardzo traumatyczne, trudne i zmieniające życie doświadczenie twojej matki lub ojca, coś w tym jest” – mówi Rachel Yehuda, profesor psychiatrii i neurologii zajmującej się traumą w Mount Sinai w Nowym Jorku. Jej badania wskazują na mały „sygnał” epigenetyczny, mówiący, że doświadczenie zmieniające życie „nie umiera razem z tobą” – mówi. „Potem w jakiejś formie żyje własnym życiem.” Aby zrozumieć, w jaki sposób trauma emocjonalna może wykraczać poza pokolenia, rozważ rozróżnienie pomiędzy genomem – pełnym zestawem DNA organizmu – a epigenomem. Isabelle Mansuy, profesor neuroepigenetyki na Uniwersytecie w Zurychu, porównuje to do różnicy między sprzętem a oprogramowaniem. Do funkcjonowania potrzebny jest „sprzęt” genomu. Ale to „oprogramowanie” epigenetyczne instruuje, jak powinny zachowywać się geny w genomie. „Cały czas, w każdej komórce, w każdej chwili epigenom się zmienia” – mówi Mansuy. Reaguje na wszelkiego rodzaju czynniki środowiskowe, od narażenia chemicznego po niedobory żywieniowe. Epigenom określa, które geny zostaną aktywowane w danym momencie i który będzie milczał.

Zdrowie psychiczne pokolenia po traumie

Yehuda odkrył epigenetyczny ślad u ocalałych z Holokaustu i ich potomstwa, czyli grupy o większym ryzyku problemów ze zdrowiem psychicznym. W 2015 roku oceniła 32 ocalałych i ich dorosłe dzieci, badając gen FKBP5, który powiązano z lękiem i innymi problemami ze zdrowiem psychicznym. Ekstrahując DNA z próbek krwi, zespół zidentyfikował zmiany epigenetyczne w tym samym regionie genu u ocalałych i ich dzieci; jednak zmian tych nie było w DNA małej grupy żydowskich rodziców i ich potomstwa, którzy mieszkali poza Europą i nie doświadczyli Holokaustu. W kolejnym badaniu opublikowanym w 2020 r. Yehuda zbadał większą grupę osób, pod kątem zmiennych takich jak płeć i wiek rodzica podczas Holokaustu. Zbadała metylację DNA, jedną z metod stosowanych przez epigenom do aktywacji lub wyciszenia genów. Metylacja DNA ogólnie dodaje znak chemiczny do DNA; demetylacja usuwa go.

Yehuda odkrył, że u dzieci, których matki przeżyły Holokaust, poziom metylacji w genie FKBP5 był niższy niż u żydowskich osób z grupy kontrolnej, których rodzice nie doświadczyli Holokaustu. Niektóre badania powiązały zmniejszoną metylację DNA w genie FKBP5 ze zwiększonym ryzykiem zaburzeń u dorosłych, takich jak PTSD. Wyniki sugerują, że trauma matki – nawet jeśli miała miejsce w dzieciństwie – może prowadzić do zmian epigenetycznych w DNA jej komórek jajowych, a tym samym wpływać na zdrowie psychiczne jej dzieci. Badanie przeprowadzone w 2019 r. z udziałem weteranów wojny w Wietnamie z Australii dostarcza dodatkowych wskazówek na temat tego, w jaki sposób trauma przenika pokolenia. Naukowcy szukali różnic w metylacji DNA zawartego w nasieniu weteranów cierpiących na zespół stresu pourazowego (PTSD) i porównali go z DNA osób bez tej choroby. Dziesięć regionów DNA wykazało różne wzorce metylacji u weteranów z PTSD w porównaniu z weteranami bez PTSD. Zmiany występowały w dziewięciu różnych przypadkach związanych z zaburzeniami psychicznymi, takimi jak PTSD. Z badania wynika, że wzorce metylacji u weteranów cierpiących na zespół stresu pourazowego (PTSD) powiązano ze schorzeniami psychicznymi zdiagnozowanymi u dzieci weteranów. Odkrycia zidentyfikowały unikalny wzór zmian w DNA, które mogą być dziedziczone, „szczególnie tych, które są związane z reakcją na stres” – mówi Divya Mehta, starszy pracownik naukowy na Queensland University of Technology w Australii.

Objawy traumy u rodziców i potomstwa

Biorąc pod uwagę długą żywotność człowieka i czas potrzebny na spłodzenie potomstwa, badaczom znacznie łatwiej jest badać dziedziczne urazy u myszy i szczurów, które rodzą wiele miotów rocznie. W serii eksperymentów mających na celu zrozumienie, w jaki sposób zwierzęta mogą przekazywać informacje o traumie przodków swojemu potomstwu, Brian Dias, profesor nadzwyczajny w programie neurobiologii rozwojowej i neurogenetyki Uniwersytetu Południowej Kalifornii, wystawił myszy na działanie substancji chemicznej pachnącej kwiatami wiśni i połączył te substancje narażenie na zapach za pomocą łagodnego porażenia prądem. Myszy naturalnie nauczyły się bać tego zapachu. Następne dwa pokolenia myszy przestraszyły się, gdy poczuły zapach, choć nigdy wcześniej nie miały z nim kontaktu. Później Dias powtórzył eksperyment z inną substancją chemiczną pachnącą migdałami. Tym razem podgrupa myszy doświadczyła połączenia zapachu i szoku; później została wystawiona na zapach bez szoku. Z biegiem czasu myszy te nie interpretowały już zapachu jako zagrożenia. Ich potomstwo również nie obawiało się tego zapachu.

„Dziedziczenie” nie oznacza, że dzieci zawsze będą wykazywać te same oznaki traumy, co rodzic. W kilku badaniach Mansuy z Uniwersytetu w Zurychu badał skutki epigenetyczne spowodowane oddzieleniem matek myszy od ich młodych; z matkami również narażonymi na stres podczas separacji. W jaki sposób stresujące środowisko, takie jak rozłąka z matką, może wywołać zmiany epigenetyczne u młodych? Nie wiemy dokładnie, przyznaje Mansuy. Mechanizm łączący stres z epigenomem w mózgu i innych komórkach „nie jest dobrze poznany”. Mimo to badanie wykazało, że u młodych i ich potomków wśród wielu zmian behawioralnych wykazywała się depresja, deficyt pamięci i zachowania ryzykowne, takie jak niezdolność do oceny potencjalnych zagrożeń. Podczas gdy depresja i zanik pamięci dotyczyły trzeciego pokolenia, podejmowanie ryzyka zaczęło spadać dopiero po piątym pokoleniu. „To niezwykłe, że niektóre objawy utrzymują się tak długo” – mówi Mansuy. Kiedy objawy ustąpiły, Mansuy odkrył, że metylacja DNA w nasieniu i mózgu potomka płci męskiej uległa zmianie.

Trauma spowodowana czynnikami środowiskowymi

Trauma wykracza poza niszczycielskie wydarzenia, takie jak znęcanie się nad dziećmi czy wojna. Obraza DNA może być również wywołana przyczynami środowiskowymi. W jednym z wczesnych badań przeprowadzonych w 2005 r. sprawdzano, czy narażenie na rolniczy środek grzybobójczy winklozolina, może wpływać na płeć potomstwa ciężarnych szczurów. Tak się nie stało. Jednak gdy potomstwo płci męskiej skończyło około roku, badacze zauważyli, że duży odsetek plemników tych zwierząt obumierał. To samo przydarzyło się kolejnym trzem pokoleniom, choć tylko matki w ciąży były narażone na działanie winklozoliny. Była to „pierwsza obserwacja dziedziczenia niegenetycznego” – mówi Michael Skinner, badacz i założyciel i dyrektor Centrum Biologii Rozrodu na Uniwersytecie Stanowym Waszyngtonu. Skinner i współpracownicy zaobserwowali zmienione wzorce metylacji DNA. „W plemniku doszło do zmiany epigenetycznej, która przekazała ją następnemu pokoleniu”. Skinner zbadał później narażenie szczurów na herbicyd zwany glifosatem. Substancja chemiczna nie zaszkodziła potomstwu szczurów. Jednak w trzecim i czwartym pokoleniu (wnuki i prawnuki) występowała większa częstotliwość występowania chorób prostaty, nerek i jajników, a także otyłości i nieprawidłowości wrodzonych. Badanie nasienia ujawniło zmiany w metylacji DNA powiązane z większą częstością występowania chorób. Badania sugerują, że chociaż glifosat pominął jedno pokolenie, skutki glifosatu przeszły epigenetycznie na przyszłe pokolenia.

Odwracanie zmian epigenetycznych

Jeśli badania te wydają się niepokojące, wstępne dowody sugerują, że możliwe może być odwrócenie niektórych zmian epigenetycznych. Mansuy i współpracownicy postawili hipotezę, że wzbogacone środowisko może zmniejszyć zachowania związane z traumą. W kilku eksperymentach umieściła dorosłe myszy, które we wczesnym okresie życia przeżyły traumę, w klatkach z wieloma innymi myszami, wyposażonymi w kółka do biegania, zabawki i labirynt. W porównaniu do myszy po traumie w standardowej klatce, myszy po traumie, które następnie żyły w bardziej stymulującym otoczeniu, nie wykazywały objawów zachowania traumatycznego. Ich potomstwo też nie. Mansuy zaobserwował różnice w genie receptora glukokortykoidowego, który pomaga regulować reakcję organizmu na stres, pomiędzy myszami, które odniosły korzyści ze wzbogacenia, i tymi, które tego nie zrobiły. Wyniki sugerują, że epigenetyczne skutki traumy zostały skorygowane. Chociaż w badaniu uwzględniono tylko ten gen, Mansuy rozszerzyła swoje badania na dodatkowe geny i spodziewa się wkrótce opublikować nowe dane. Szyf odkrył, że możliwe jest odwrócenie skutków metylacji DNA u szczurów, które odczuwały niepokój z powodu złej opieki matki. Gdy szczury osiągnęły dorosłość, wstrzyknął im lek – trichostatynę A – i zaobserwował, że myszy wykazywały mniej oznak stresu i „zaczęły zachowywać się jak zwierzęta, które nie były narażone na tego rodzaju przeciwności losu na początku życia” – mówi.

Lek również spowodował demetylację DNA, czyli usunięcie znaczników, w genie receptora glukokortykoidowego, który badał Mansuy. 

Niektóre badania sugerują, że nawet ćwiczenia mogą wpływać na epigenom. Skinner przebadał 70 par identycznych bliźniąt ludzkich, które zgodziły się na monitorowanie poziomu ich ćwiczeń. U bardziej aktywnych fizycznie bliźniaków ryzyko otyłości i chorób metabolicznych było mniejsze. Zmienił się także ich epigenom. Bliźniacy, którzy więcej ćwiczyli, mieli w genach znaczniki chemiczne powiązane z zespołem niższego metabolizmu. „Wszystkie czynniki środowiskowe, od substancji toksycznych po dietę, ćwiczenia i zmiany klimatyczne” wpływają na zdrowie poprzez epigenetykę, mówi Skinner.

Radzenie sobie z przeciwnościami losu

Choć łatwo jest skupić się na negatywnych aspektach potencjalnego dziedziczenia skutków traumy, zmiany epigenetyczne mogą również pomóc przyszłym pokoleniom poprzez aktywację genów, aby pomóc potomstwu radzić sobie z przeciwnościami losu. „Myślę, że właśnie tak się dzieje” – mówi Yehuda. „Ale to zależy. Jeśli nie żyjesz w przeciwnościach losu, możesz stać się nadpobudliwy. A jeśli żyjesz w obliczu przeciwności losu, być może posiadasz zestaw umiejętności pozwalających je przetrwać, wydoskonalony w jakiś sposób na podstawie lekcji życia z przeszłości”. Według Diasa wraz z rozwojem technologii, takich jak sekwencjonowanie nowej generacji, które pozwalają badaczom analizować typy komórek i sposób, w jaki reagują one na czynniki stresogenne, „weszliśmy obecnie w pozłacaną erę” eksploracji. Jego obecne badania analizują, ile plemników jest znakowanych przed przeniesieniem skutków urazu, jak trwałe są te ślady i w jaki sposób embriony mogą nosić ślady urazu. To, w jaki sposób możemy odziedziczyć skutki traum naszych rodziców lub przodków, to historia, którą dopiero zaczynamy opowiadać. Dotychczasowe dowody nie przekonały niektórych naukowców. „Nie sądzę, aby jakiekolwiek badania spełniły standardy dowodu stwierdzające, że zjawisko to w sposób wiarygodny zachodzi u ssaków” – mówi John Greally, kierownik działu genomiki i profesor genetyki w Albert Einstein College of Medicine w Nowym Jorku. Martwi się, że badania te w rzeczywistości „pogarszają szkody”, ponieważ mogą sprawić, że ludzie ze społeczności, w których doszło do traumy wielopokoleniowej, takich jak rdzenni Amerykanie, „poczują się, jakby zostali wewnętrznie uszkodzeni i nic nie mogą z tym zrobić”, odwracając jednocześnie uwagę od sposobów zająć się rzeczywistymi przyczynami traum. Inni krytycy zaobserwowali, że wiele śladów metylacji DNA na genach zostaje usuniętych, gdy ludzkie plemniki i komórka jajowa łączą się. Istnieją prace badawcze, zauważa Dias, które wykazały, że niektóre geny przechodzą ten proces z nienaruszonymi śladami. Mimo to należy do tych, którzy zgadzają się, że należy włożyć więcej pracy, aby zademonstrować mechanizmy przenoszenia.

Jasne jest, że ludzkość nauczyła się radzić sobie ze skutkami traum, odziedziczonych lub nie, w przeciwnym razie w ogóle byśmy nie istnieli. Szyf mówi, że bardziej dominującą cechą jest odporność, „w przeciwnym razie nie przetrwalibyśmy jako rasa”.