Эта нить ДНК связана с дефицитом холина
Исследование редкого заболевания у одного пациента привело к значительным медицинским открытиям, в которых приняли участие не менее 30 человек. У этих пациентов наблюдался широкий спектр симптомов, включая задержки развития, дефекты костей и даже раннюю смерть. Однако новое исследование показало, что все они страдали заболеваниями, вызванными мутацией в одном и том же гене FLVCR1.
Ген FLVCR1 отвечает за транспортировку двух важных питательных веществ, холина и этаноламина, внутрь клеток. Оба вещества играют ключевую роль в метаболизме, обеспечивая организм энергией, как объяснил руководитель исследования доктор Дэниел Каламе.
Ведущий разработчик инструмента редактирования генов CRISPR/Cas9 Дженнифер Дудна подчеркивает важность обсуждения биоэтики и достижения консенсуса по использованию этого метода. Она отмечает разницу между изменением характеристик отдельных особей и изменениями, которые могут передаваться потомству.
«Учитывая это, а также тот факт, что FLVCR1 экспрессируется по всему телу, становится понятно, что у вас могут быть разные проблемы в зависимости от степени дефицита транспорта холина и этаноламина», — объясняет Каламе.
Первый пациент в новом исследовании проходил лечение в клинике Каламе. У мальчика были серьезные задержки в развитии нервной системы, судороги и, что самое удивительное, отсутствие способности чувствовать боль. По словам Каламе, сочетание судорог и задержек в развитии нервной системы встречается часто, но отсутствие болевой чувствительности было необычным. Мальчик и его родители ранее проходили генетическое тестирование, но врачи не смогли определить причину его состояния.
Итак, Каламе и его команда глубже изучили геном мальчика и обнаружили редкую мутацию в обеих копиях гена FLVCR1. Это привлекло внимание исследователей внимание, поскольку этот ген ранее связывали с другими расстройствами, связанными с мышечной координацией и дегенерацией сетчатки.
Исследователь отметил, что симптомы его пациента значительно отличались от ранее известных, но у некоторых пациентов с другими расстройствами также наблюдалась сниженная чувствительность к боли.
Ген FLVCR1 также изучался на мышах. Удаление гена из эмбрионов грызунов приводило к мертворождению. У мертворожденных мышей наблюдались пороки развития костей и мозга, а также тяжелая анемия.
Чтобы лучше понять ситуацию, ученые обратились к своей базе данных ДНК более 12 000 человек с генетическими заболеваниями и сотрудничали с другими исследовательскими лабораториями по всему миру. В конечном итоге они выявили 30 пациентов из 23 разных семей с мутациями в FLVCR1. Всего было обнаружено 22 мутации, 20 из которых ранее не были описаны.
Некоторые из 30 человек родились мертвыми из-за серьезных проблем развития в утробе матери. Другие выжили, но страдали от задержек развития, дефектов костей или микроцефалии — состояния, при котором череп меньше нормы.
В лабораторных экспериментах сингапурский исследователь Лонг Нам Нгуен проанализировал функции FLVCR1 и определил его роль в транспортировке холина и этаноламина внутри клеток. Это помогло объяснить, как одно генетическое изменение может повлиять на несколько систем организма.
Каламе и его команда сейчас собирают образцы крови у пациентов с мутациями в гене FLVCR1, чтобы посмотреть, смогут ли они разработать методы лечения этих редких заболеваний. В некоторых случаях может быть полезно дать клеткам дополнительный холин и этаноламин, отметил Каламе. В качестве альтернативы исследователям может потребоваться использовать другой препарат, чтобы предотвратить накопление токсинов, которое происходит при нарушении ключевых клеточных процессов.
Исследование может иметь значение для лечения других заболеваний, которые зависят от холина, важного питательного вещества, содержащегося в листовой зелени, бобовых и многих продуктах животного происхождения. Дефицит холина связан с возрастным повреждением нервной системы и нейродегенеративными расстройствами, такими как болезнь Альцгеймера, добавил Каламе.
«Это имеет много последствий, которые выходят за рамки этого очень редкого заболевания», — заключил исследователь.