Epigenetik og børns fødselsvægt

Nu viser et stort internationalt forskningsprojekt, at fødselsvægten hænger tæt sammen med epigenetiske forskelle i barnets DNA. Specifikke epigenetiske molekyler tænder og slukker for generne under fosterudviklingen ved at gøre dem tilgængelige eller utilgængelige for cellernes molekylære maskiner. Når de gør det, kan det påvirke vægten på det nyfødte barn.

Det nye store studie inkluderer knap 1.000 danske børn fra den store danske fødselskohorte Bedre Sundhed i Generationer.

”Studiet er stort for at gøre det muligt at se statistiske sammenhænge, som ikke kan ses i mindre studier fordi epigenetikken varierer tilfældigt mellem mennesker. Vi har nu fået et studie, der kan give større indsigt i de molekylærbiologiske mekanismer, som kæder fødselsvægt sammen med mulige påvirkninger af fosteret gennem moderen, for eksempel rygning og overvægt, som medfører ændret fødselsvægt,” fortæller én af de danske bidragydere til det internationale forskningsarbejde, Thorkild I.A. Sørensen, der er professor ved Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research ved Københavns Universitet.

Studiet er for nylig publiceret i det videnskabelige tidsskrift Nature Communications.

Små molekyler ændrer på arvematerialet

Den internationale studie inkluderer 8.825 børn fra 24 kohorter. Forskerne har studeret arvematerialet i blodprøver fra nyfødtes navlestrenge for at kortlægge, hvor methylgrupper sidder på det nyfødte barns DNA.

Methylgrupper er små molekyler, der sætter sig på DNA’et på steder, hvor der sidder cytosin-guanin-basepar. Arvematerialet har millioner af disse basepar, og methylgrupperne sætter sig fast på cytosin og ændrer derved på de muligheder, som cellernes molekylære maskiner har for at afkode DNA’et. Det betyder ofte, at gener bliver slukket.

I fosterudviklingen tænder og slukker epigenetiske ændringer hele tiden for forskellige gener for meget præcist at orkestrere dannelsen af fosteret. Hvis alt går vel vokser fosteret og udvikler de forskellige organer, væv og hjernen i helt taktfaste slag. I sidste ende skulle der gerne komme et sundt og raskt barn ud af det.

Epigenetiske forskelle og forskellige fødselsvægte

Resultatet af den nye undersøgelse viser, at DNA-methyleringer 914 steder på genomet er koblet sammen med forskelle i børnenes fødselsvægte.

Jo flere methyleringer et foster har på nogle af de 914 steder på genomet, des større er de gennemsnitlige forskelle i fødselsvægten. Omkring 45% af methyleringer var forbundet med højere fødselsvægt, mens 55% var forbundet med lavere fødselsvægt.

Forskerne har regnet sig frem til, at 10 procents ændring i methyleringsgraden giver en forskel på mellem 183 gram lavere og op til 178 gram højere fødselsvægt.

”Hvad der sker med DNA-aktiviteten under fostrets vækst påvirker barnets vægt ved fødslen, og her spiller det epigenetiske ind. Derfor kan vi koble aktiviteten på de her 914 steder på genomet sammen med vægten,” forklarer Thorkild I.A. Sørensen.

Forstå fosterudviklingen bedre

Thorkild I.A. Sørensen fortæller, at studiet er et spadestik dybere ned i at forstå, hvad der sker på DNA-niveau under fosterudviklingen.

Når først forskerne har fået et overblik over, hvordan aktiveringen eller deaktivereingen af forskellige gener interagerer med fødselsvægt, håber de derigennem at kunne forstå risikoen for at udvikle en bred vifte af kroniske sygdomme og derefter måske gøre noget ved risikoen for senere sygdom på dette tidlige tidspunkt i livet.

”På sigt kan vi komme dybere ned i at forstå, hvordan fosterudviklingen kommer til at påvirke barnet resten af livet. Et eksempel kan være, at vi forhåbentlig på et tidspunkt kan se, hvilke gener der tændes og slukkes under fosterudviklingen for et barn som senere udvikler astma, fedme, diabetes eller en anden sygdom. Udover de genetiske forskelle mellem mennesker er det også en nøglefaktor til, at vi er forskellige,” siger Thorkild I.A. Sørensen.

Rygning ændrer på methyleringen af DNA’et

Det store spørgsmål er selvfølgelig, hvad påvirker epigenetikken hos et foster og hvad betyder den?

Jo længere forskere kommer ned i at forstå hvordan epigenetik påvirker et barns risiko for at blive født under- eller overvægtig eller undervægtig og for at udvikle forskellige sygdomme, des bedre kan de også forstå, hvordan miljøfaktorer spiller ind i de epigenetiske ændringer og forårsager problemerne.

Rygning er et eksempel på hvor kompleks det er at forstå problemerne.

Alle ved, at rygning er usundt for moderen, men i særdeleshed også for det ufødte barn, der får en lavere fødselsvægt og så udvikle mere overvægt i den tidlige barndom. Derfor skal vordende mødre holde sig helt og holdent fra cigaretter.

Forskning har allerede vist, at moderens rygning under graviditeten drastisk ændrer på methyleringen af barnets arvemasse, og det er måske årsagen til, at børn af rygende mødre har forhøjet risiko for blandt andet at blive født med for lav fødselsvægt.

”Mange forskellige miljøfaktorer påvirker det ufødte barns epigenetik, og rygning er bare én. Fedme er en anden, men også motion, alkoholforbrug, spisevaner og forskellige kemikalier kan påvirke aktiviteten af forskellige gener under fosterudviklingen. Der er meget, vi endnu ikke ved,” siger Thorkild I.A. Sørensen.

Det nye studie opsummerer data fra 24 fødselskohorter. Bedre Sundhed i Generation var én som omfattede 100.000 gravide kvinder, og blodprøver fra navlestrengen er blevet taget fra omkring 60 procent af deres nyfødte. Den internationale studie omfattede knap 1.000 danske børn fra Bedre Sundhed i Generationer.

Udover Danmark er Norge en store bidragsyder til studiet, med tre kohorter på i alt knap 2.000 børn.

Artiklen ”Meta-analysis of epigenome-wide association studies in neonates reveals widespread differential DNA methylation associated with birthweight” er udgivet i Nature Communications. Forskere fra Novo Nordisk Foundation Center for Basic Metabolic Research, Københavns Universitet har bidraget til forskningen.