Первые годы жизни в детском доме изменяют эпигенетический профиль в клетках крови ребенка

Ранняя социальная депривация — отсутствие родительской заботы в первые годы жизни — оказывает сильное влияние на физическое и интеллектуальное развитие ребенка, на его сознание и поведение. Есть предположение, что один из механизмов этого влияния связан с эпигенетикой, что в клетках детей, проведших ранние годы в домах ребенка и детском домах, меняется эпигенетический профиль. Это понятие объединяет химические и структурные модификации ДНК и связанных с ней белков-гистонов, которые воздействуют на активность генов, не меняя нуклеотидной последовательности ДНК. Однако в каких клетках и каким образом меняется эпигенетический профиль и как именно это влияет на развитие и поведение ребенка, пока не выяснено.

Этой проблеме посвящена статья российских ученых, опубликованная в журнале PLoS One. Авторы исследовали 58 детей в возрасте от 8 до 35 месяцев. Одну группу составили 29 детей (20 мальчиков и 9 девочек), которые воспитывались в казенных учреждениях Санкт-Петербурга; другую группу — 29 домашних детей (18 мальчиков и 11 девочек), также из Санкт-Петербурга. Дети и в той, и в другой группе не имели выраженных проблем со здоровьем. Чтобы исключить влияние экономических факторов, в группу домашних детей отобрали тех, чьи семьи имели доход ниже среднего.

В двух группах детей проводили два рода исследований. Во-первых, оценивали их адаптивное поведение с помощью шкалы Vineland Adaptive Behavior Scales-II (VABS-II), по четырем основным доменам: коммуникация, социализация, навыки повседневной жизни и двигательные умения. Во-вторых, используя технологию биочипа высокой плотности (Illumina Methylation EPIC), оценивали паттерны метилирования ДНК в лимфоцитах детей. Метилирование ДНК, или присоединение метильной группы  к азотистому основанию цитозину, стоящему перед гуанином (CpG-динуклеотид, или CpG-сайт), способствует снижению активности гена до полного его выключения. Это один из основных видов эпигенетических модификаций, наиболее устойчивый и часто изучаемый.

По шкале адаптивного поведения дети из детских домов показали достоверно более низкие баллы по коммуникации, социализации и двигательным умениям, то есть по всем типам поведения, за исключением бытовых навыков.

При исследовании крови прежде всего выяснилось, что у детдомовских детей по сравнению с домашними есть отличия в распределении разных типов клеток. У них насчитывалось больше гранулоцитов и меньше B-лимфоцитов и Т-лимфоцитов CD4+. Эти различия авторы рассматривают как показатель того, что ранняя социальная депривация оказывает влияние на работу важнейших звеньев иммунной системы.

Также обнаружились значимые отличия по 164 CpG-сайтам, где уровень метилирования у детдомовских и домашних детей различался в 1,2–1,4 раза. Участки с измененным профилем метилирования находились по большей части в регуляторных элементах активных генов. Авторы выделяют шесть генов с измененным профилем метилирования в регуляторных участках: MAPK14, ENO1, GNB1, RB1, SOCS3 и HSPA8. Все эти гены вовлечены в сигнальные пути работы иммунной системы. В регуляторных участках пяти их них, за исключением MAPK14, у детдомовских детей метилирование было снижено, что косвенно указывает на повышенную активность этих генов. Кроме того, у сирот оказался гиперметилирован регуляторный участок гена глюкокортикоидного рецептора NR3C1, играющего важную роль в ответе организма на стресс.

Авторы провели корреляционный анализ между показателями адаптивного поведения в двух группах и показателями метилирования ДНК. Из 164 CpG островков 78 продемонстрировали достоверную корреляцию степени метилирования по крайней мере с одним из четырех доменов адаптивного поведения. Наибольшая корреляция наблюдалась с показателями коммуникации и двигательных умений.

По предварительной оценке авторов, от 7 до 14% дефицита адаптивного поведения у сирот были связаны с изменением профиля метилирования. Существенным фактором, определяющим как поведенческие, так и эпигенетические отличия, оказалась длительность пребывания ребенка в казенном учреждении.

— Данная работа — это продолжение нашего исследования 2012 года, где мы впервые показали отличия паттернов метилирования ДНК у воспитанников детских домов в возрасте 7–10 лет по сравнению с детьми из семей, — комментирует первый автор статьи, старший научный сотрудник лаборатории генетики человека Института общей генетики человека РАН Оксана Наумова. — Такой эффект материнской депривации был впервые описан еще в 2000-е годы учеными из университета Макгилла под руководством докторов Майкла Мини и Моше Шифа на моделях животных, позднее отмечался некоторыми исследователями у взрослых с опытом ранней социальной депривации. В то же время до нас он не исследовался на ранних, ключевых этапах развития — у младенцев, и в контексте ассоциации эпигенетических перестроек с поведенческими характеристиками ребенка. Мы проводили наше исследование в домах ребенка с хорошим уходом, развивающей базой и медицинским сопровождением детей, где основным депривационным фактором может считаться отсутствие эмоционального контакта с постоянным близким взрослым, в условиях сменной работы и ротации персонала. То есть своей работой мы показали, что отсутствие такого взрослого — биологического или приемного родителя — в жизни ребенка может отражаться в каскадах эпигенетических модуляций и негативных последствий для развития жизненно важных адаптивных навыков.