Сегодня журнал EMBO Journal опубликовал исследование Трэвиса Стракера и его команды на мышах в сотрудничестве с лабораторией Винченцо Костанцо в Институте молекулярной онкологии FIRC (IFOM) в Милане, в котором они раскрывают ген-кандидат подтипа цилиопатии человека. Рассматриваемый ген, GEMC1, необходим для генерации мультицилиндрических клеток, специфичных для таких тканей, как мозг, трахея, легкие и яйцеводы.
Поверхность многоклеточных клеток покрыта сотнями ресничек.
Эти крошечные, похожие на волосы структуры служат для циркуляции спинномозговой жидкости, удаления слизи из дыхательных путей и транспортировки яйцеклеток по яйцеводам, среди других функций. Дефекты генерации или функции этих клеток вызывают подтип цилиопатий, называемых нарушениями мукоцилиарного клиренса.
Кандидат и мастер ген
В частности, мыши Stracker с дефицитом GEMC1 воспроизводят симптомы редкого заболевания, называемого RGMC (уменьшенное образование множественных подвижных ресничек) – состояния, которое вызывает гидроцефалию, тяжелые респираторные инфекции и бесплодие.
Работа, проводимая докторантом IRB Barcelona Берта Терре и докторантом IFOM Габриэле Пьерджованни, сообщает, что GEMC1 регулирует только два известных на сегодняшний день гена, лежащих в основе этого заболевания, Multicilin и Cyclin O, что делает его потенциальным геном-кандидатом в RGMC.
Кроме того, исследование показало, что GEMC1 является одним из наиболее важных генов в сигнальном каскаде генов для производства мультицилифицированных клеток.
Это означает, что этот ген влияет на многие другие, которые зависят от его экспрессии. Анализ экспрессии генов этого первого исследования выявил по крайней мере 10 новых генов-кандидатов, связанных с ресничками, а также десятки, которые уже были известны или подозревались в участии в функции ресничек.
«Мыши представляют собой особую модель RGMC, но мы считаем, что эта модель позволит нам идентифицировать многие новые гены, участвующие в подвижных ресничках, которые влияют на другие типы цилиопатий. Сейчас мы проводим новый анализ экспрессии генов в конкретных популяциях клеток, чтобы пролить больше света на область, о которой мало что известно », – говорит Стрекер, изучавший GEMC1 из-за его функции в репликации ДНК и потенциального вклада в развитие рака.
"Изучая этот ген по другим причинам, мы неожиданно обнаружили, что он потенциально участвует в цилиопатиях. Такое часто случается в фундаментальных исследованиях, и для нас это было действительно интересно из-за недостатка знаний об этих заболеваниях и биомедицинских последствиях, которые могут иметь наши открытия », – объясняет Стрекер. «Поскольку цилиопатии являются разнообразными и редкими заболеваниями, они не получили широкого внимания со стороны финансовых агентств и фармацевтической промышленности, поскольку они не заинтересованы в разработке методов лечения для небольших рынков, что является большим позором», – упрекает исследователь.
Редкие заболевания в IRB Barcelona
В научной литературе задокументировано от 6000 до 7000 редких заболеваний – состояний, определенных Европейским Союзом как те, от которых страдают только 5 из 10000 человек или меньше. Только в Европе от 27 до 36 миллионов человек страдают той или иной формой редкого заболевания. Поскольку эти заболевания являются сложными, многие из них не имеют лечения, поэтому страдающие от них, их семьи и лица, осуществляющие уход, становятся тяжелым бременем. В Испании около 3 миллионов человек страдают редкими заболеваниями, из которых 400 000 – в Каталонии.
Инновационные и передовые фундаментальные исследования предлагают огромный потенциал для использования знаний, полученных в лабораториях клеточной и молекулярной биологии, для разработки методов лечения редких заболеваний. В связи с этим IRB Barcelona в настоящее время проводит около 20 исследований по редким заболеваниям, среди которых болезнь Лафора, синдром Кеннеди, различные типы редких видов рака, атаксия Фридрейха, цистинурия, митохондриальные заболевания, болезнь Шарко-Мари-Тута, атаксия-телеангиэктазия и синдром Секеля.