Исследование редкого заболевания у одного пациента помогло ученым разгадать медицинские тайны, влияющие как минимум на 30 человек.
У этих пациентов наблюдался широкий спектр симптомов — от задержки развития до деформаций костей и даже преждевременной смерти. Однако, как выяснилось, причиной всех этих состояний стала мутация в одном и том же гене FLVCR1, о чем говорится в новом исследовании, готовящемся к публикации в журнале Genetics in Medicine.
Этот ген отвечает за транспортировку двух ключевых питательных веществ — холина и этаноламина — внутри клеток. Холин и этаноламин играют важнейшую роль в метаболизме — химических реакциях, обеспечивающих организм энергией, объясняет руководитель исследования доктор Дэниел Калам (Daniel Calame), преподаватель детской неврологии и нейронаук развития в Медицинском колледже Бейлора, штат Техас, США.
«С учетом этого, а также того, что ген FLVCR1 экспрессируется по всему организму, логично предположить, что степень выраженности проблем зависит от серьезности дефицита транспортировки холина и этаноламина», — отметил Калам.
Первый пациент из нового исследования проходил лечение в клинике Калама в Детской больнице Техаса. У мальчика были серьезные задержки в развитии нервной системы, судороги в анамнезе и, что поразительно, отсутствие способности чувствовать боль. Хотя приступы и задержки развития — частое сочетание симптомов, неспособность чувствовать боль встречается крайне редко, рассказал Калам в интервью Live Science. Ранее мальчик и его родители проходили генетическое тестирование, но никто не смог установить причину его заболевания.
Калам и его команда решили изучить данные поглубже, исследовав все гены в геноме мальчика, которые кодируют белки. Они обнаружили редчайшую мутацию в обеих копиях гена FLVCR1. Это привлекло внимание Калама, так как ранее этот ген связывали с совершенно другими расстройствами, включая проблемы с координацией движений и деградацию сетчатки глаза.
«Это были очень разные симптомы по сравнению с тем, что мы наблюдали у нашего пациента, — признал Калам. — Но одно сходство все же было: в некоторых случаях у пациентов с этими состояниями также наблюдалась сниженная чувствительность к боли.»
Ген FLVCR1 также изучался у мышей. Когда этот ген удаляли у эмбрионов грызунов, это приводило к их мертворождению. У таких мышей наблюдались костные и мозговые аномалии, а также тяжелая анемия.
Чтобы лучше разобраться в ситуации, команда Калама обратилась к собственной базе данных, содержащей ДНК более 12 тысяч человек с генетическими заболеваниями, и к другим исследовательским лабораториям по всему миру с аналогичными данными. В результате они выявили 30 пациентов из 23 разных семей с мутациями FLVCR1. Всего было обнаружено 22 мутации, из которых 20 ранее никогда не описывались.
Некоторые из 30 пациентов из-за тяжелых нарушений внутриутробного развития были мертворожденными. Другие выживали, но сталкивались с задержками в развитии, деформациями костей или микроцефалией — состоянием, при котором размер черепа меньше нормы. (Базы данных не содержали информации о долгосрочном прогнозе или состоянии здоровья пациентов.)
В лабораторных экспериментах соавтор исследования Лонг Нам Нгуен (Long Nam Nguyen), доцент медицинской школы Национального университета Сингапура Йонг Лу Лин, исследовал функцию FLVCR1. Это исследование выявило роль гена в перемещении холина и этаноламина по клеткам, помогая объяснить, как одно генетическое изменение может повлиять на столь многие системы организма.
Теперь Калам и его команда собирают образцы крови пациентов с мутациями FLVCR1, чтобы найти возможные способы лечения этих редких состояний. В некоторых случаях, по словам Калама, теоретически можно попытаться компенсировать дефицит, добавляя в клетки дополнительный холин и этаноламин. В других случаях может потребоваться лекарство, предотвращающее накопление токсинов, которые образуются из-за нарушений клеточных процессов.
Исследование может иметь значение и для других состояний, связанных с холином, который люди получают из зеленых овощей, бобов и многих продуктов животного происхождения. Дефицит холина связывают с возрастными повреждениями нервов и нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, добавил Калам.
«Это открытие имеет гораздо более широкие последствия, чем только для этого редкого заболевания», — заключил он.
