Новое исследование, впервые выявившее причину редкого генетического нарушения обмена веществ

Новое исследование Детской больницы Британской Колумбии, Университета Британской Колумбии (UBC) и международной группы исследователей, опубликованное в Медицинском журнале Новой Англии, является первым исследованием, которое идентифицирует редко встречающийся тип мутации ДНК как причину унаследованной метаболической беспорядок.

Унаследованные нарушения обмена веществ, когда организм не может расщеплять определенные питательные вещества из пищи, что приводит к ряду серьезных проблем со здоровьем, часто вызваны дефектным геном.

В этом важном исследовании исследователи обнаружили необычную генетическую мутацию, лежащую в основе недиагностированных дегенеративных состояний трех детей: повторное расширение ДНК. В этой конкретной мутации ген кажется неповрежденным, но не функционирует, потому что соседняя с ним ДНК увеличилась в несколько сотен раз от своей нормальной длины.

"Чтобы обнаружить этот вид размножения ДНК, вы можете использовать только секвенирование всего генома и искать в миллиардах фрагментов ДНК; это действительно поиск иголки в стоге сена," сказал ведущий автор доктор. Клара ван Карнебик. "С нашим новым подходом мы наконец-то раскрыли наши загадочные случаи, и теперь мы надеемся найти генетическую причину других, пока еще необъяснимых, генетических метаболических заболеваний."

На сегодняшний день экспансия повторов ДНК связана примерно с 30 различными заболеваниями.

"Для детей с редкими заболеваниями и их семей чрезвычайно важно выявить первопричины их заболеваний," сказал доктор. Уайет Вассерман, соавтор исследования. "Диагноз дает нам возможность вмешаться, снимает незаслуженную родительскую вину и дает представление о более распространенных заболеваниях."

Для ребенка с необъяснимым заболеванием диагноз закладывает основу для дальнейших исследований, которые могут привести к новым вмешательствам, таким как генная терапия, направленная на "включение" нарушенный ген, модификация диеты или добавки, которые обеспечивают организм недостающими питательными веществами. Эффективное лечение может замедлить или остановить повреждающие симптомы, улучшая качество жизни детей с редкими заболеваниями и их семей.

В этом исследовании первоначальная работа ван Карнебик и ее исследовательской группы сузила поиск генетических причин этого редкого заболевания до ключевых областей генома. Однако после дальнейших исследований с использованием секвенирования экзома и секвенирования всего генома международная исследовательская группа не смогла точно определить ошибку в ДНК.

Именно здесь исследователи из BC Children’s применили новый подход. Благодаря углубленному ручному анализу и использованию новых инструментов и методов биоинформатики, соавторы исследования д-р. Бритт доктор.ögemöller и Phillip Richmond обнаружили и подтвердили, что ген, ответственный за заболевание, не был поврежден, но повторная ошибка расширения помешала ему функционировать.

"В нашем поиске мы сосредоточились на вариациях, которые было бы трудно обнаружить с помощью секвенирования экзома" сказал доктор.ögemöller. "После месяцев экспериментов с различными анализами мы, наконец, обнаружили этот новый генетический вариант, используя новые целевые подходы, направленные на выявление расширений повторов ДНК."

"Эти выводы стали возможными благодаря мультидисциплинарному подходу и достижениям в области технологий, методов и программного обеспечения," сказал Ричмонд. "Это было бы невозможно еще два года назад, и, что наиболее важно, это показывает нам, на что следует обращать внимание в других недиагностированных случаях."

Ген, идентифицированный как причина этого конкретного расстройства, представляет собой фермент, который позволяет организму превращать аминокислоту, называемую глутамин, в глутамат. Требуется дополнительная работа, чтобы определить, как именно эта генетическая ошибка приводит к заболеванию, но вполне вероятно, что либо накопление глутамина, либо его недостаток вызвали у детей серьезные задержки в развитии и инвалидность, включая проблемы с языком, речью, равновесием и координацией.

Благодаря сотрудничеству с консорциумами по секвенированию по всему миру исследователи смогли подтвердить, что это конкретное расширение повторов было обнаружено только у 1 из 8000 человек, что позволило установить мутацию как очень редкую.

Более миллиона канадцев страдают от редкого заболевания, и в более чем 50 процентах этих случаев основная генетическая причина болезни остается неизвестной.

"Мы можем помочь детям с редкими заболеваниями. Для тех 50%, кто не может найти ответов, это открытие и новый подход помогут нам разобраться и потенциально найти причины их болезни," сказал Ричмонд.

Бурятия Онлайн