Молекулярні біологи НГУ шукають причини розвитку синдрому ламкою X-хромосоми

Сайт Новосибірського державного університету 29 липня 2015 р
Сайт Наука в Сибіру 29 липня 2015 р
Газета Наука в Сибіру №16 (3001) від 13 серпня 2015 р

Новосибірські вчені проводять унікальні дослідження з визначення механізму та причин появи поширеного генетичного захворювання, що приводить до розумової відсталості людини. Зараз вони намагаються налагодити комплексний метод діагностики хвороби, починаючи з молекулярного рівня на культурах клітин і закінчуючи томографічних аналізом змін, що відбуваються в головному мозку пацієнтів.

Викладач НГУ Дмитро Юдкін розповів прес-службі університету: про що їх дослідження, чи вдасться розробити всебічний алгоритм діагностики хвороби і вийде знайти нову більш ефективну терапію для пацієнтів, які страждають на цю невиліковною недугою.

Дмитро Юдкін - кандидат біологічних наук, старший викладач НГУ, читає курс "Молекулярної біології" на факультеті природничих наук, за сумісництвом науковий співробітник Інституту молекулярної і клітинної біології СО РАН, завідувач сектором хромосомних патологій. У 2011-2013 роках працював в Національному інституті здоров'я США в місті Бетесда.

Синдром ламкої X-хромосоми дуже поширене спадкове захворювання (приблизно один випадок на 2000-6000 чоловік), для якого медицина на сьогоднішній день не знає ні ліків, ні навіть досконалої діагностики.

- У нас в організмі є ДНК, деякі ділянки якої багато разів повторюються. При цьому вони повинні бути строго певного розміру. Але іноді щось відбувається, і один з повторений ділянок різко збільшується! Через це порушується робота гена, який знаходиться поруч і за щось певне відповідає. Наприклад, при синдромі ламкою Х-хромосоми повтор, що розташовується перед початком гена FMR1, збільшується - ген починає працювати сильніше, хромосома стає крихкою, відламується кінчик і через це розвивається якесь захворювання. Згодом, коли повтор стає ще більше, ген взагалі "вимикається" повністю, що призводить до тяжких змін - аж до розумової відсталості, - розповів дослідник.

Медична практика показує, що зараз до пацієнтів з такими хромосомними аномаліями застосовується лише симптоматична терапія:

- На базі звичайних клінік діагностика проводиться не до кінця - і в основному тільки клінічними методами. Тобто за симптомами лікарями ставиться, що це ймовірно синдром ламкої X-хромосоми. Але точно сказати, так це ніхто не зможе, поки не зроблена молекулярна діагностика. Тому пацієнтам постійно дають в дитячому віці фолієву кислоту. Що дозволяє їм відносно нормально розвиватися і навіть трохи навчатися в спеціальних групах, - пояснив Дмитро Юдкін.

Також в світі зараз використовуються різні методи, які призводять до "включення" гена FMR1 назад в роботу:

- Такі дослідження проводяться на культурах клітин, з додаванням певних речовин, реактивує ген. Але головна проблема цих речовин: вони настільки токсичні, що вбивають безліч клітин. Тобто, звичайно, вони "включають" цей ген, але при цьому велика частина клітин гине. До речі кажучи, ще один напрям, в якому ми вже почали роботу, - пошук нешкідливих методів активації гена у пацієнтів.

Команда Дмитра Юдкін і Міжнародний томографічний центр СО РАН отримали грант на комплексне дослідження, якого саме і не вистачає для повної всеосяжної діагностики даного захворювання.

- У чому суть: ми подивимося, що у пацієнтів відбувається на молекулярному рівні (який розмір повтору, як він змінився, наскільки збільшився і як порушилася робота гена), а томографісти в цей же час зроблять функціональну МРТ (проаналізують, як змінилася структура головного мозку , його робота в цілому). Тобто пацієнти будуть виконувати якісь прості завдання (дивитися картинки, малювати), а в цей час МРТ зареєструє те, яким чином передаються сигнали в мозку. Потім ми порівняємо результати дослідження з даними про здорових людях і станемо розбиратися, що ж саме порушено і чому на рівні ДНК залежать зміни в мозку.

Таке завдання планують вирішити вчені за найближчі три роки. По закінченні цього часу вони сподіваються підготувати алгоритм комплексної діагностики та модель розвитку захворювання.

Біолог зазначає, що їх хвилює проблема не тільки даної конкретної хвороби, вони намагаються зрозуміти причини самої експансії (різкого збільшення числа копій повторюваних ділянок молекули ДНК у індивідів в наступних поколіннях родоводу) в цілому:

- Реальна причина експансії поки не відома. Наприклад, дослідниками було показано на культурах клітин, що борат калію в їжі збільшує здатність повтору рости. (В Америці ця речовина додається в хлібобулочні вироби для того, щоб робити їх пишніше). Але наскільки це відбувається в реальному житті, а не в чашці Петрі, поки невідомо. Ми будемо працювати і в цьому напрямку.

Дмитро Юдкін вважає, що синдром ламкої Х-хромосоми заслуговує пильної уваги через його поширеності:

- У нас була проблема доступу до пацієнтів, і, коли ми звернулися в Новосибірський обласний діагностичний центр, сказавши, що нам потрібно стільки-то людина, вони заявили, що подібні обсяги за їхніми мірками дуже малі! Адже діти з розумовою відсталістю - найпоширеніші хворі в генетичної консультації.

Виявляється, такий статистики можна було уникнути, якби батьки проводили необхідні аналізи до вагітності. За словами вченого, жінці необхідно здати кров, так як саме вона є носієм хвороби, яка на ній може і не відбитися, але передасться від неї до сина.

- Зазвичай батьки йдуть в лікарню постфактум, коли вже у малюка з'явилися симптоми розумової відсталості (десь у віці 3 років), - пояснює молекулярний біолог. - Коли я працював в Америці, на одній з конференцій, присвячених цьому синдрому, виступали лікарі. Вони скаржилися, що багато мам навіть після народження дитини з симптомами захворювання не роблять необхідні аналізи, а спокійно народжують другу і навіть третього сина - все вони виявляються хворими! Це, як правило, представники бідних, неосвічених верств населення ...

Зараз сектор хромосомних патологій вже приступив до повноцінної роботи: наукові співробітники почали відпрацьовувати перші кроки в діагностики на пробних зразках ДНК. Але, не дивлячись на те, що комплексне дослідження новосибірських вчених унікальне і має величезне значення для медицини, самі дослідники віддають собі звіт в тому, що повністю подолати хворобу на генному рівні не вийде:

- Якщо всі етапи нашої роботи пройдуть успішно і справа дійде до конкретного препарату, то він все одно не зможе внести зміни в ДНК. Єдине, що ми можемо зробити - це змусити ген працювати незважаючи ні на що, хоча повтор і залишиться таким же, - стверджує Дмитро Юдкін. - Тим не менш, за допомогою цього препарату ми зможемо серйозно поліпшити якість життя пацієнта: дозволити дитині нормально розвиватися, здобувати освіту на якомусь рівні і не сильно відставати від здорових однолітків.

Марина Москаленко
Фото: 1 - Анастасії Давлетгільдеевой, 2-5 - Анастасії Федорової

PDF-файл статті на сайті НГУ

PDF-файл статті в газеті Наука в Сибіру