Epigenetica regelt via DNA-methylering, histonmodificatie en microRNA welke genen actief zijn, zonder de DNA-volgorde te veranderen. Epigenetische afwijkingen spelen een bewezen rol bij kanker en andere ziekten. Omkering via medicijnen is in bepaalde bloedkankers al klinisch toegepast, maar toepassingen bij veroudering en preventie bij gezonde mensen zijn nog experimenteel.
Epigenetica is het vakgebied dat bestudeert hoe genen aan- of uitgezet kunnen worden zonder dat de volgorde van het DNA zelf verandert. Dit gebeurt via drie belangrijke mechanismen: DNA-methylering (een chemisch 'vlaggetje' op het DNA dat een gen stil kan leggen), histonmodificatie (histonen zijn de eiwitspoel waarop DNA is opgewonden; aanpassingen daaraan bepalen hoe toegankelijk een gen is) en microRNA (kleine stukjes erfelijkheidsmateriaal die de werking van genen bijsturen). Deze veranderingen kunnen worden doorgegeven aan dochtercellen bij celdeling, zodat ze erfelijk zijn op celniveau, al beïnvloeden ze de DNA-volgorde niet.
Het belang van epigenetica voor gezondheid is groot. Wanneer de epigenetische regulatie in de war raakt, kunnen ernstige ziekten ontstaan. Bij kanker zijn verstoorde DNA-methylering en histonmodificaties een veelvoorkomend kenmerk dat bijdraagt aan tumorvorming en -groei. Ook auto-immuunziekten en andere aandoeningen worden in verband gebracht met epigenetische afwijkingen. Bij kanker speelt bovendien de stofwisseling een rol: producten van de stofwisseling kunnen epigenetische enzymen activeren of remmen, waardoor de genexpressie verder ontregeld raakt.
Een hoopvol aspect van epigenetica is dat epigenetische veranderingen in principe omkeerbaar zijn, in tegenstelling tot echte DNA-mutaties. Er zijn al geneesmiddelen ontwikkeld die specifiek epigenetische mechanismen aanpakken. Bij bepaalde vormen van lymfoom (een type bloedkanker) en pre-leukemie laten deze middelen veelbelovende resultaten zien. Voor solide tumoren (vaste gezwellen, zoals longkanker of darmkanker) zijn de eerste positieve resultaten ook zichtbaar, maar het onderzoek staat daar nog in de kinderschoenen.
Het epigenoom verandert ook gewoon met de leeftijd. DNA-methyleringspatronen verschuiven, histonen worden anders gemodificeerd en de manier waarop DNA in de celkern is verpakt verandert. Deze verschuivingen hangen samen met de achteruitgang van weefsels en organen en een verhoogd risico op ouderdomsziekten. Onderzoekers verkennen strategieën om dit verouderde epigenoom te 'verjongen', via stofwisselingsaanpassingen, gedeeltelijke genetische herprogrammering of geneesmiddelen. De kennis groeit snel, maar dit betreft vooralsnog vroeg wetenschappelijk onderzoek, grotendeels in diermodellen. Betrouwbare toepassingen voor gezonde mensen zijn nog niet beschikbaar.
Tot slot zijn er ook epigenetische veranderingen gevonden bij specifieke aandoeningen zoals astma: DNA-methyleringspatronen in luchtwegcellen verschillen van patiënt tot patiënt en per celtype. Die patronen hangen samen met processen als luchtweghermodellering en afweerreacties. Of en hoe die epigenetische veranderingen direct het ziektebeloop bij astma beïnvloeden, is echter nog onvoldoende duidelijk.
De basisbiologie van epigenetica (mechanismen, rol bij ziekte) is stevig onderbouwd door meerdere publicaties (PMID 32445090, 33673725, 25966315, 22770212, 32114424, 32782366). De toepassingen bij kankerbehandeling zijn matig onderbouwd en klinisch beperkt tot specifieke bloedkankers. De anti-verouderingstoepassingen rusten op beperkt bewijs (slechts PMID 32020082) en zijn nog vroeg-experimenteel.