Pojedynczy gen może wyjaśnić 30 tajemniczych schorzeń

Badając rzadką chorobę rozwojową, zespół naukowców odkrył całe spektrum chorób powiązanych z jednym genem.

Jedna z nich opublikowana niedawno w czasopiśmie Genetics in Medicine dotyczy a rzadka choroba u jednego pacjentarozwiązał tajemnice medyczne dotyczące co najmniej 30 osób.

U tych pacjentów występowała szeroka gama objawów, od opóźnień rozwojowych po wady rozwojowe kości, a nawet przedwczesną śmierć.

Autorzy badania odkryli jednak, że wszyscy cierpieli na choroby spowodowane mutacją ten sam gen, zwany FLVCR1 — który kontroluje transport dwóch niezbędnych składników odżywczych, wzgórze ech etanoloaminaw komórkach.

Zarówno cholina, jak i etanoloamina mają działanie podstawową rolę w metabolizmie — reakcje chemiczne dostarczające organizmowi energii, wyjaśnione głównemu autorowi badania, Daniel Calameprofesor neurologii dziecięcej i neuronauki rozwojowej w Baylor College of Medicine w Teksasie.

„Biorąc to pod uwagę i fakt, że FLVCR1 ulega ekspresji w całym organizmiema sens, że można mieć szerokie spektrum problemóww zależności od stopnia niedoboru transportu choliny/etanoloaminy” – stwierdził Calame.

Pierwszy pacjent objęty badaniem był leczony w klinice Calame w szpitalu dziecięcym w Teksasie. Przedstawione poważne opóźnienia w rozwoju neurologiczne, z napadami padaczkowymi w wywiadzie i, co zaskakujące, Nie miałam siły czućR.

Napady padaczkowe i opóźnienia w rozwoju neurorozwojowym są częstą kombinacją objawów, ale Brak czucia bólu u dziecka był niezwykływyjaśnia Calame. Chłopiec i jego rodzice przeszli już badania genetyczne, ale nikomu nie udało się ustalić pierwotnej przyczyny jego choroby.

Dlatego Calame i jego zespół zagłębili się w te dane, badając całą konstelację genów w genomie chłopca, które kodują białka. Zauważyli to w obu kopiach genu FLVCR1 występowała bardzo rzadka mutacja.

Ten fakt przykuło uwagę Calame’aponieważ gen był już wcześniej związane z bardzo różnymi chorobami które obejmowały odpowiednio koordynację mięśni i degradację siatkówki.

Calame przyznał, że były to objawy bardzo różniące się od tych obserwowanych u jego pacjenta. Ale był wspólny punkt: w niektórych przypadkach pacjenci z tymi innymi chorobami miał również zmniejszoną wrażliwość na ból.

„W pewnym stopniu elementy się pokrywały” – zauważa Calame.

Gen FLVCR1 badano także na myszach. Kiedy gen został wyeliminowany z zarodków gryzoni, jego nieobecność spowodowała poród martwego dziecka. Martwe urodzone szczury miały deformacje kości i mózgu, a także ciężką niedokrwistość.

Aby dowiedzieć się, co się dzieje, Calame i jego zespół skorzystali z własnej bazy danych DNA obejmującej ponad 12 000 osób z chorobami genetycznymi i skontaktowali się z innymi laboratoriami badawczymi na całym świecie posiadającymi podobne dane.

Zidentyfikowali 30 pacjentów z 23 różnych rodzin z mutacjami FLVCR1. W sumie było 22 mutacji, z czego 20 nigdy wcześniej nie odnotowano.

Niektóre z 30 osób urodziły się martwe z powodu poważnych problemów rozwojowych w łonie matki. Inni przeżyli, ale doświadczyli opóźnień w rozwoju, wad rozwojowych kości lub małogłowia – stanu, w którym czaszka jest mniejsza niż powinna.

W eksperymentach laboratoryjnych Długiego Nam Nguyenaprofesor nadzwyczajny na Uniwersytecie Narodowym w Singapurze i współautor badania, badał funkcję FLVCR1.

To śledztwo ujawnił rolę genu w ruchu choliny i etanoloaminy w komórkach, co pomaga wyjaśnić, w jaki sposób pojedyncza zmiana genetyczna może wpłynąć na tak wiele układów w organizmie.

Calame i jego zespół zbierają teraz próbki krwi od pacjentów z mutacjami FLVCR1, aby sprawdzić, czy to możliwe znaleźć sposób na leczenie te rzadkie choroby. W niektórych przypadkach możliwe jest, że suplementacja komórkowa Calame stwierdził, że więcej choliny i etanoloaminy mogłoby pomóc.

Alternatywnie, badacze mogą być zmuszeni zastosować inny lek aby zapobiec gromadzeniu się toksyn, które może wystąpić, gdy podstawowe procesy komórkowe nie działają prawidłowo.

Badania mogą mieć wpływ na inne schorzenia związane z choliną – niezbędnym składnikiem odżywczym, który ludzie mogą uzyskać z liściastych warzyw, fasoli i wielu produktów pochodzenia zwierzęcego.

Niedobór choliny był związane z uszkodzeniem nerwów choroby związane z wiekiem i choroby neurodegeneracyjne, takie jak choroba Alzheimera, mówi Calame. „On ma wiele konsekwencji wykraczających poza tę chorobę bardzo rzadkie.”