Šiaurės vakarų medicinos vadovaujamas tyrimas parodė, kad geno CEP76 mutacijos yra nauja ciliopatijų priežastis, atskleidžianti sudėtingą sutrikimų grupę, kuri paveikia kelias kūno sistemas. Mokslo pažanga.
Ciliopatijas, genetinių sutrikimų grupę, sukelia blakstienų, mažų, į plaukus panašių organelių, esančių beveik visose kūno ląstelėse, struktūros arba funkcijos defektai. Šios blakstienėlės veikia kaip jutimo ir signalizacijos centrai, vaidinantys lemiamą vaidmenį vystymosi, audinių priežiūros ir fiziologiniuose procesuose. Kai jie veikia netinkamai, jie sutrikdo ląstelių signalizaciją ir transportavimą, todėl atsiranda platus poveikis kelioms organų sistemoms.
„Šimtus metų manėme, kad blakstienos nedaro nieko svarbaus“, – sakė vyriausioji tyrimo autorė, pediatrijos ir ląstelių bei vystymosi biologijos profesorė Erica Davis.
„Kaip paaiškėja, jie yra labai svarbūs vystymuisi ir homeostazei, nes taip ląstelės kalbasi viena su kita ankstyvojo vystymosi metu, regeneracinių procesų metu ir kaip jos jaučia savo tarpląstelinę aplinką. Jei blakstiena neveikia, daugelis dalykų gali suklysti.”
Tyrimo metu tyrėjai aptiko CEP76 variantus aštuoniems nesusijusiems asmenims, kuriems pasireiškė įvairūs simptomai, įskaitant neurologinio vystymosi vėlavimą, regėjimo problemas ir kitas daugiasistemines problemas.
Naudodami iš pacientų gautas ląsteles ir zebrafish modelius, Davis ir jos bendradarbiai pastebėjo defektinį blakstienų susidarymą, sutrumpėjusias blakstienas ir sutrikusią architektūrą pereinamojoje zonoje, kuri yra esminiai vartai molekuliniam srautui į blakstieną ir iš jo. Šie defektai buvo susiję su sutrikusiu baltymų transportavimu išilgai ciliumo.
Toliau, naudodami proteomiką CEP76 sąveikos tinklui nustatyti, tyrėjai rado žinomus partnerius CCP110 ir CEP97 bei naujus sąveikos partnerius ALMS1 (genetinė Alströmo sindromo priežastis) ir LUZP1, naują kandidatą į ciliopatijos geną.
„CEP76 anksčiau nebuvo siejamas su jokia žmogaus būkle“, – sakė Daviso laboratorijos doktorantūros mokslų daktaras ir pirmasis tyrimo autorius Kamalas Khanas.
„Mes parodėme tiek pacientų ląstelėse, tiek zebrafish, kad kai nėra CEP76, sutrinka blakstienų formavimasis ir sutrinka pernešimas blakstienose.
Geresnis mokslinis supratimas apie genetinius ciliopatijų pagrindus suteikia vilties šeimoms, kurias paveikė šios retos ir dažnai sekinančios sąlygos, sakė Davisas.
„Suprasdami konkrečias kiekvieno baltymo užduotis ir identifikuodami kitus, turinčius panašias funkcijas, galime geriau interpretuoti ligos mechanizmus ir numatyti, kurie asmenys gali turėti susijusių genetinių priežasčių“, – sakė Davis, kuris taip pat yra Ann Marie ir Francis Klocke, Čikagos Ann & Robert H. Lurie vaikų ligoninės MD mokslininkas.
„Tada galime pradėti galvoti apie panašių genų ir baltymų, atliekančių panašius darbus, terapinį taikymą.
Remdamasi šiomis išvadomis, Davis teigė, kad ji ir jos laboratorija planuoja ištirti, kodėl tie patys genetiniai variantai kiekvienam vaikui gali pasireikšti skirtingai, ir nustatyti galimus gydymo tikslus.
„Kažkas, kas mane žavi ciliopatijose jau du dešimtmečius, dėl to, kad sergantys žmonės skiriasi vienas nuo kito? Kodėl jų ligos progresuoja skirtingai? Kodėl tėvai gali pažvelgti į savo du sergančius vaikus, turinčius tą pačią genetinę priežastį, ir pamatyti, kad jie yra visiškai skirtingi? Genetiniu požiūriu tai galime spręsti pažvelgę į kitus genomo variantus, kurie gali turėti įtakos šiems skirtumams”, – sakė Davis.