Maždaug vienas iš 20 000–40 000 vaikų, gimusių Japonijoje, ir maždaug vienas iš 100 000 visame pasaulyje turi WRN geno mutaciją. Šis genas yra atsakingas už Wernerio baltymo, kuris priklauso žmogaus helikazių šeimai, gamybą ir yra atsakingas už genomo stabilumo palaikymą, DNR replikaciją, DNR pažeidimų atstatymą ir telomerų palaikymą.
WRN geno mutacija sukelia retą genetinę ligą, žinomą kaip Vernerio sindromas (WS). Kadangi paveiktos ląstelės negali tinkamai atitaisyti DNR pažeidimų, pacientai, sergantys WS, greičiau sensta ankstyvoje paauglystėje arba jauname amžiuje. Dėl to šie pacientai jaunesniame amžiuje tampa imlesni su amžiumi susijusioms ligoms, įskaitant kataraktą, diabetą ir osteoporozę.
Tačiau viena iš pagrindinių WS sergančių pacientų ankstyvos mirties priežasčių yra ankstyva aterosklerozė, kuri apima apnašų kaupimąsi arterijose ir ant jų. Nepaisant daugelio pastangų, tikslūs mechanizmai, kurie ankstyvame amžiuje sukelia WS sergančius pacientus aterosklerozei, lieka neaiškūs. Šis supratimo atotrūkis paprastai siejamas su tuo, kad aterosklerozė apima įvairius cheminius signalus, kuriais keičiasi skirtingų tipų ląstelės.
Tačiau dabar, siekdama išspręsti šią žinių spragą, mokslinių tyrimų grupė, vadovaujama docento Naoya Takayama iš Čibos universiteto (Japonija), neseniai sukūrė naują in vitro bendros kultūros sistemą, kuri gali tiksliai atvaizduoti aterosklerozę ir leidžia atlikti nuodugnią molekulinę analizę.
Jų naujausios išvados apie WS naudojant šią sistemą buvo paskelbtos Gamtos komunikacijos 2024 m. birželio 10 d. Tyrimas buvo pirmasis autorius Sudipas Kumaras Paulas kartu su Koutaro Yokote iš Čibos universiteto ir Koji Eto, susijusiu su Čibos universitetu ir Kioto universiteto iPS ląstelių tyrimų ir taikymo centru.
Sukurta in vitro bendros kultūros sistema remiasi indukuotomis pluripotentinėmis kamieninėmis ląstelėmis (iPSC), kurios pastaruoju metu sulaukė didelio dėmesio medicinos ir gyvosios gamtos mokslų srityse. Paprasčiau tariant, iPSC iš esmės yra suaugusiųjų ląstelės, kurios buvo perprogramuotos į embrioninę būseną.
Jas stimuliuojant tam tikrais būdais, iPSC gali transformuotis į beveik bet kokio tipo ląsteles ir gali būti atitinkamai auginamos. Kadangi iPSC galima lengvai sukelti iš žmogaus odos ar kraujo ląstelių, jų naudojimas leidžia atlikti išsamius tyrimus, kaip paciento genetinė sandara veikia tam tikrų audinių elgesį.
Naudodami iPSC, gautus iš WS pacientų ir ne WS (sveikų) subjektų, tyrėjai išskyrė pagrindines ląsteles, susijusias su ateroskleroze – makrofagus (imuninės ląstelės rūšis), kraujagyslių endotelio ląsteles ir kraujagyslių lygiųjų raumenų ląsteles (kraujagyslių komponentus). .
Vėliau jie ne tik analizavo šių ląstelių ypatybes atskirai ir jų reakciją į įvairias sąlygas, bet ir išanalizavo makrofagų ir kraujagyslių endotelio ląstelių bei makrofagų ir kraujagyslių lygiųjų raumenų ląstelių sąveiką kartu.
Naudodami įvairius analitinius metodus, tokius kaip transkriptomika ir atvira chromatino analizė (kuri atskleidžia procese dalyvaujančius genus), mokslininkai galėjo paaiškinti aterosklerozės atsiradimą pacientams, sergantiems WS, stebėdami kraujagyslių ir imuninių ląstelių sąveiką.
„Mūsų tyrimas atskleidė, kad uždegimas, kurį sukelia mobilieji genetiniai elementai, vadinami retrotranspozonais ir interferono signalizacija, yra atsakingi už aterosklerozę pacientams, sergantiems WS. Makrofagai, esantys priešuždegiminėje būsenoje, yra pagrindiniai piktadariai, sukeliantys ir skatinantys aterosklerozę šiems pacientams, nepriklausomai. kitų rizikos veiksnių“, – aiškina daktaras Takayama.
Įdomu tai, kad tyrėjai galėjo iš dalies atkurti tinkamą kultivuotų WS ląstelių funkcionavimą, nutildydami interferono signalus makrofaguose. Pasak daktaro Takayamos, tai galėtų tapti veiksmingo WS sergančių pacientų gydymo pagrindu.
Jis sako: „Inhibitorių, nukreiptų į interferono signalizacijos kelią, sukūrimas žada sumažinti insulto ir širdies priepuolių dažnį pacientams, sergantiems WS“.
Apskritai, siūlomas bendro auginimo metodas galėtų būti naudojamas veiksmingai tirti aterosklerozę.
„Naudodami naują kultūros techniką galėtume sėkmingai stebėti imuninių ląstelių ir kraujagyslių ląstelių, turinčių vienodą genetinį foną, sąveiką. Tikimės, kad tai palengvins veiksmingų vaistų nuo aterosklerozės kūrimą”, – daro išvadą dr. Takayama.
Norint pagrįsti šias išvadas, reikės atlikti tolesnius WS sergančių pacientų aterosklerozės tyrimus. Tačiau dr. Takayamos ir jo komandos pastangos neabejotinai padės sukurti veiksmingas valdymo strategijas ir galiausiai pagerinti pacientų, sergančių WS, gyvenimo kokybę.