Naudodami sekos nustatymo metodus, mokslininkai susiejo 51 mitochondrijų DNR mutaciją su amiotrofine šonine skleroze (ALS), nepagydomu degeneraciniu neurologiniu sutrikimu, sukeliančiu raumenų atrofiją ir paralyžių. Trylika mutacijų padidino ALS riziką, o 38 buvo apsauginės. Tyrimas rodo, kad šios mutacijos gali būti svarbios būsimiems ALS bandymams ir tyrimams.
Tyrimas publikuojamas žurnale Raumenys ir nervai.
Verta prisiminti, kad mitochondrijos, organelės, gaminančios energiją ląstelėms, turi savo DNR (mtDNR), kuri yra paveldima tik iš motinos. MtDNR mutacijos gali sukelti kelias ligas, kurių beveik visos paveikia neuromuskulinius procesus.
Tyrėjai išanalizavo 1965 ALS pacientų genomus ir 2547 ne ALS kontrolę. ALS pacientų genomus tiekė Niujorko genomo centro ALS konsorciumas, klinikų, pagrindinių mokslininkų, genetikų ir skaičiavimo biologų tinklas iš 45 institucijų keliose šalyse, kurie taiko viso genomo sekos nustatymą ir funkcinę genomiką ALS tyrimams.
„Pažymėjome, kad mūsų tyrimas buvo pirmasis, kuris susiejo mitochondrijų genomo mutacijas su ALS. Atlikome įdomią analizę, pagrįstą kiekybiniu metodu. Sunku gauti didelį ALS mėginį. Mūsų duomenys buvo gauti iš pacientų iš JAV, kurie daugiausia sirgo Remiantis moksline literatūra, ALS dažnis yra didžiausias tarp baltųjų, nepaisant mažo sergamumo, ši liga yra sunkiausia, tai yra bulbarinis ALS“, – pirmasis knygos autorius. straipsnį, sakė Agência FAPESP. Jis yra San Paulo federalinio universiteto medicinos mokyklos (EPM-UNIFESP) Brazilijoje profesorius ir genomikos bei molekulinės biologijos specialistas.
Brionesas, bendradarbiaujantis su JAV Penn State medicinos koledžo mokslininku Jamesu Broachu, pabrėžė jų išvadų svarbą. „Mes nesakome, kad šios mutacijos sukelia ligą, o tik tai, kad jos yra susijusios ir turėtų būti diagnostikos grupės dalis. Ateityje jos gali būti naudingos genų terapijos tyrimams. Buvome griežti su duomenimis ir naudojome aukštas vertes statistinės reikšmės“, – sakė jis.
Daugiadisciplininis požiūris
Grupė išanalizavo mtDNR, kuri yra unikali, nes ji paveldima tik iš motinos, o branduolinė DNR yra paveldima iš abiejų tėvų. Paveldimi genetiniai veiksniai yra pagrindinė ALS atvejų priežastis – tik 10% atvejų yra dėl genetinio defekto. Praktiškai paciento neuronai degraduoja arba miršta, nustoja siųsti pranešimus raumenims.
Brazilijoje atlikta nedaug epidemiologinių ALS tyrimų. Apskaičiuota, kad ligos paplitimas yra 0,9-1,5 atvejo 100 000 gyventojų per metus. Simptomai paprastai atsiranda sulaukus 55 metų.
Tyrėjai naudojo metodą, žinomą kaip genomo masto asociacijos tyrimas (GWAS), kad nustatytų nedidelius genetinius variantus, vadinamus vieno nukleotido variantais (SNV). Jie palygino SNV dažnį ir padarė išvadą, kad specifinis SNV gali būti susijęs su ALS, jei jis buvo daug dažnesnis pacientams nei kontrolė.
Kaip minėta pirmiau, 13 SNV buvo susiję su padidėjusia ALS rizika. Jie buvo išdėstyti dešimtyje genų – HV1, HV2, HV3, RNR1, ND1, CO1, CO3, ND5, ND6 ir CYB. 38 apsauginės mutacijos buvo genuose HV1, HV2, HV3, RNR1, RNA2, ND1, ND2, CO2, ATP8, ATP6, CO3, ND3, ND4, ND5, ND6 ir CYB. Visų SNV p vertės buvo mažesnės nei 10-7 (0,0000001).
SNV, susijusių su padidėjusia ALS rizika, šansų koeficientas buvo didesnis nei 1; apsauginių SNV šansų koeficientas buvo mažesnis nei 1. Šansų santykis yra statistinis parametras, naudojamas epidemiologijoje, siekiant įvertinti įvykio šansus (tikimybę) paveiktai grupei.
P reikšmė (tikimybės reikšmė) – tikimybė gauti atrankos rezultatus dėl atsitiktinumo. Kuo mažesnė p reikšmė, tuo tvirtesni įrodymai, kad rezultatai reikšmingi, o ne dėl atsitiktinumo. Biologijoje p reikšmė, mažesnė nei 0,05, laikoma reikšminga.
Mendelio paveldėjimas ne visada stebimas sergant ALS, kur dažnas ekstranuklearinis arba citoplazminis paveldėjimas, ypač dėl mtDNR mutacijų. Tai dar viena tyrimo aktualumo priežastis.
„Kadangi ieškojome asociacijų, naudojome GWAS, kad sudarytume kandidatų grupę kaip atspirties tašką visiems, kurie domisi terapijos taikinių nustatymu. Tada atliekamas priežastinių ryšių tyrimas”, – sakė Fernando Antoneli, taikomosios matematikos profesorius. UNIFESP ir straipsnio bendraautorė.
Su João Henrique Camposu, tuometiniu daktaro laipsniu. kandidatė ir biologė Renata Carmona e Ferreira, grupė pasirinko tyrime naudoti GWAS.
„Kai João prisijungė prie laboratorijos, pradėjome ieškoti naujų metodų, įskaitant GWAS, kuri tuo metu buvo plačiai naudojama. João yra apmokyta slaugytoja ir išmoko naudoti šias priemones, kurias nusprendėme panaudoti tyrime. nuo 2000 m. dirbo kaip tikrai daugiadalykė komanda“, – sakė Antoneli.
Dabar mokslininkai nori išanalizuoti turimus duomenis naudodami dirbtinį intelektą. Jie taip pat planuoja sekti mėginius iš Brazilijos pacientų grupės ir nubraižyti rezultatus pagal 51 tyrimo metu aptiktą mutaciją.